| Дисульфид молибдена (MoS2) |
Дисульфид молибдена – это наиболее распространенная в природе форма существования молибдена, неорганическое химическое соединение четырехвалентного молибдена с двухвалентной серой. Химическая формула дисульфида молибдена – MoS2.
В природе молибден встречается только химически связанным с другими элементами в виде руды. Из-за внешнего сходства с галенитом – сульфидом свинца – этот минерал раньше назывался «molybdos», что в переводе с греческого означает «похожий на свинец». В 1778 году шведский ученый Carl Wilhelm Scheele идентифицировал молибденит как сульфид металла, а в 1782 году Peter Jacob Hjelm выделил этот металл и назвал его молибденом.
На сегодняшний день открыты и разрабатываются крупные месторождения молибденита в горах Колорадо (США), Китае, Чили и России.
В качестве смазочного материала дисульфид молибдена нашел свое применение в 1935 году. Испытательная установка, которая была разработана для моделирования вибраций самолетов, оказалась неработоспособной – детали ее тяжелонагруженных узлов трения двигались скачкообразно. Попытки устранить проблему применением доступных в то время смазочных материалов не приносили положительных результатов. Задачу обеспечения плавного движения узлов установки решил немецкий инженер Alfred Sonntag, применив на практике сведения о свойствах молибденита, датированные еще XVIII веком. Однако, наряду с эффективным снижением коэффициента трения, дисульфид молибдена вызывал износ узлов, так как в природном минерале содержались примеси абразивного кварцита, а получить чистое вещество на существующем технологическом уровне было невозможно.
В начале 1970-х механизм смазочного действия дисульфида молибдена был впервые изучен методом сканирующей электронной микроскопии. В результате было установлено, что уникальные антифрикционные свойства этого твердого вещества обусловлены его анизотропной слоистой структурой и способностью заполнять впадины микронеровностей поверхности, образуя смазочный слой в виде гладкой и очень скользкой пленки. Кроме того, выяснилось, что дисульфид молибдена способен удерживаться на поверхности металлов благодаря высокой адгезии, а его коэффициент трения остается низким даже при экстремально высоких давлениях.
Введение твердых смазочных материалов в состав пластичных смазок придает им новые свойства. Образование двух смазочных слоев (пластичная смазка и твердая смазка) существенно повышает несущую способность таких продуктов. В качестве твердых смазок обычно применяют графит (графитные смазки), дисульфид молибдена (дисульфидмолибденовые или молибденовые смазки), политетрафторэтилен (PTFE или фторопластовые смазки) и другие специальные добавки.
Основное преимущество молибденовых смазок перед традиционными состоит в том, что они стабильно работают при экстремально высоких нагрузках, в условиях высоких и низких температур, эффективно предотвращают повышенный износ, фреттинг-коррозию, образование задиров, обеспечивают долговременную смазку в условиях агрессивных факторов внешней среды. Дисульфидмолибденовые смазки по сравнению с графитовыми обладают более высокими антифрикционными свойствами, имеют большую несущую способность и могут работать в условиях вакуума.
Экспериментальными исследованиями на четырехшариковой машине установлено, что дисульфид молибдена и графит проявляют синергетическое взаимодействие и усиливают положительные свойства друг друга.
График зависимости износа от нагрузки и содержания графита и дисульфида молибдена в смазке.
Результаты эксперимента показали, что антифрикционные свойства дисульфида молибдена в любых условиях превосходят свойства графита. При определенных пропорциях взвеси этих компонентов в минеральном масле износ снижается до 6 раз по сравнению с применением чистого графита, а в некоторых условиях нагружения композиция этих твердых смазок оказывается эффективнее чистого дисульфида молибдена.
|
|
|
