二硫化钼MoS2的特性

本帖最后由 zqwqiwu123 于 2013-9-29 10:59 编辑
高纯二硫化钼为铅灰色粉末，溶于王水（浓HNO3与浓盐酸体积比为1∶3混合即为“王水”）、热硝酸及浓硝酸，不溶于水、稀硫酸及有机溶剂，化学稳定性好。1、  摩擦系数与工矿条件的关系：
的摩擦系数很低，在大气中一般为0.03-0.09，最小为0.006-0.03，最大为0.15-0.25，比石墨低，在真空中最小为0.001，更大为0.2，即在真空中具有更好的润滑性。并且随温度、负荷的增加而降低，随滑动速度的增加而降低，最低可达0.07以下。空气的相对湿度对二硫化钙摩擦系数有影响，相对湿度低于15%，摩擦系数低，相对湿度达到16%时，摩擦系数达到高峰。
2、  润滑性：
二硫化钼系六方晶体型层状结构，晶体结构由硫-钼-硫三个平面构成，这种结构很象“夹心面包”，两个硫原子把一个钼原子夹在中间。这一层二硫化钼的薄层极小，仅在0.25毫米的厚度层内，就约有四万个“片”，即二硫化钼单体分子，或劈开面（或滑移面）或在0.001毫米（即=1/1000毫米=1微米）有1598个滑移面，亦即在0.5微米厚层内有799滑移面。这是由于薄层内一个单体二硫化钼分子中的硫原子与钼原子强的共价健作用不易分开，以及两个单体二硫化钼间硫原子与硫原子之间只有弱的范德华健相连接（即低粘结）易劈开的缘故。因此在这样极薄极薄的层内，如在0.5微米极薄层仙就有799个滑移面，这样多的低剪切力、低粘粘的滑移面就使原来两相对运动物体表面间的摩擦，转变为二硫化钼层与层之间的磨擦，而起到良好的润滑作用。
3、  化学稳定性：
二硫化钼抗腐蚀性很强，除硝酸、王水、沸腾盐酸、浓硫酸、纯氧、氟、氯有侵蚀外，对其他的酸、碱、药品不起作用，在PH值大于10的碱性水溶液中，能起缓慢的氧化作用，对强氧化剂不稳定而生成的钼酸。在冷、热、沸水中不溶解，在机械油、油脂等石油与合成润滑剂中，或在乙醇、乙醚等有机溶剂中也很稳定：对周围气体是稳定的。在室温潮湿空气中，氧化轻微，但能形成腐蚀性酸。二硫化钼添加到油脂中后，与空气中的氧不能充分接触便难于氧化，而且耐磨性有所提高。
4、  热稳定性：
二硫化钼的热稳定性很好，熔点在1185℃。在大气中，能在-184-399℃范围内，均可保证良好的润滑性能。400℃时开始氧化，450℃时氧化显著，540℃氧化急剧，氧化的最终产物为三氧化钼和二氧化硫，在没有完全变成三氧化钼期间，仍具有润滑性，形成三氧化钼后，摩擦系数增大。三氧化钼的莫氏硬度为2-2.5，摩擦系数在大气中最大为0.2，因此现在大多数人认为三氧化钼不能是磨料，因为亦所它列入56种固体润滑剂表内。二氧化钼可为碱金属锂、钠、铷、钙、钫所浸蚀。二硫化钼在真空中使用与石墨不同，它具有好的润滑性，在1093℃时才开始分解，这是因为二硫化钼在空气中时，在它的晶体棱面上的活性硫原子容易与空气中的氧发生反应，等到达真空中，其温度将接近分解温度前，要想除去二硫化钼吸附氧后所生成的这层氧化层是不可能的，从而决定着二硫化钼在真空条件下仍能保持晶体间低的粘结，保证了低摩擦性能。特别是在超高真空条件下，温度达800℃时，摩擦系数不但没有升高，反而有所降低，800℃以上，由于晶体发生相变，润滑能力就逐渐下降，到达1093℃时，便开始分解。二硫化钼从真空转入大气条件下，润滑性能有所下降，这是由于二硫化钼吸潮的结果。这也恰好与石墨吸潮后，表现为摩擦系数减低、润滑性能提高的情况相反。二硫化钼在-184℃低温或更低时仍能润滑，温度低到-200℃前，磨擦系数能保持不变，如果温度大于-200℃，则摩擦系数成倍增加。
二硫化钼在高温时，会除去吸附的水蒸气，这便使活性棱面上的氧化膜变成少数的氢氧化合物，由于氢健存在，会使二硫化钼在金属表面形成粘结膜的粘着能力下降，因此二硫化钼在高温下与金属表面粘着的能务，就要比在常温下低。故在高温下使用时，必须考虑提高二硫化钼对金属表面的粘着问题，粘着越强，高温润滑性能越好。
5、  抗极压性：
二硫化钼的抗压性很高，是其他润滑材料不可比拟的，它在20，000kg/cm2极高压力下仍可使用，一般的润滑油层，在这样高的压力下，膜早已破裂，而失去润滑，造成金属表面熔接。试验结果表明：金属表面之间存在二硫化钼，当压力增加到32，000kg/cm2，，事实上这一压力已经超过某种金属的屈服点，但两金属表面间仍不发生咬合和熔接。二硫化钼在2.5微米的膜上经试验能耐28. 000kg/cm2以上的接触应力及40米/秒的摩擦速度。这种高抗压性是由于它的物质结构决定的。而石墨的抗压强度只有200-240000kg/cm2 二硫化钨也只有21，000kg/cm2。
6、  附着性。
二硫化钼对金属有较强的附着性能。它与金属表面的附着是通过其硫原子的表面和金属进行的，在硫与金属直接结合的情况下，结合能力相当强，一般摩擦不易剥落。但与不洁净的表面，例如被杂质、油脂等沾污的表面，通常是不易附着的。另一方面，二硫化钼粒度极细，它便具有很大的表面积，细粒子很容易填平在金属表面凹凸不平的凹谷处，很大的二硫化钼接触表面便会更有机会与金属进行“硫与金属”的接触，在当受压之后，摩擦的高热会使金属表面的凸峰流动，使二硫化钼分子与金属结合，并附着在金属表面上，形成一层极薄的二硫化钼固体层薄，如果二硫化钼接触金属的表面是具有高光洁度较平滑的表面，由于金属的弹塑变形，二硫化钼崭入金属表面形成二硫化钼固体薄膜，这种结合和附着是与金属表面的不平度有关，与应用二硫化钼时间长短有关，与二硫化钼的高纯度、细粒度有关。
7、  导电性：
二硫化钼的导电性不如石墨，其电阻率为8.51*102欧姆一厘米，即与石墨相比为不良导体，但在常温以上，作为无机物来说，应该说导电是相当好的。但在常态下是不良导体和非磁性体。
8、  抗辐射性：
二硫化钼具有一定的抗辐射能务，R射线辐射，在室温下摩擦力增加50%，中子辐射对晶格没有损伤，所以在射线辐射的条件下，仍然具有润滑作用，经实验证明：在7*108伦的幅照条件下，二硫化钼与二硫化钨的动、静摩擦值不变，而石墨的动、静摩擦系数有较大的增加，在布耐磨性方面均有不同程度的下降，尤其是石墨下降的最大，二硫化钨下降得最小，二硫化钼接近二硫化钨，即磨损量均有增加，石墨的磨损量为179.9*10-3毫米3，二硫化钼磨损量为76.2*10-3毫米3，而二硫化钨为66.4*10-3毫米3。

这篇帖子应该发到机械板块。对搞设备的来说还是很有意义的。