作為固體潤(rùn)滑劑而有應(yīng)用價(jià)值的二硫?qū)倩衔镉墟u、鉬、鈮、鉭的二硫化物、二硒化物和二碲化物。二硫化鉬(MOS2)是目前應(yīng)用比較廣泛而富有代表性的,它是天然形成的,而其它二硫?qū)倩衔锒际侨斯ず铣傻?。其中具代表性的就是二硫化鎢(WS2),二硫化鎢等這些合成產(chǎn)品的雜質(zhì)含量都小於0.5%,是相當(dāng)昂貴和專用的材料,在二硫化鉬由於其抗氧化性較差或者電阻率較大而受到限制的地方,它就會(huì)被介紹作為二硫化鉬的直接替代用品。
二硫化鉬為黑灰色有光澤的粉末,溶于王水及濃硫酸,不溶于水及烯酸,可被用於處理和倉儲(chǔ)條件的保養(yǎng)潤(rùn)滑,可形成高效粘附幹性潤(rùn)滑膜,是減少磨損和摩擦技術(shù)方面許多問題的專用材料。二硫化鉬是最常見的鉬的自然形態(tài),從礦石中提取淨(jìng)化後直接用作潤(rùn)滑劑。由於二硫化鉬具有六方晶的層狀結(jié)構(gòu),因而是一種很有效的潤(rùn)滑劑。這些分層能夠在彼此間相互滑動(dòng),允許在鋼面和其他金屬面上流動(dòng)自如,即使在重壓下也是如此,如軸承表面。因?yàn)槎蚧f是地?zé)嶙饔眯纬傻?,它具有承受熱壓的化學(xué)穩(wěn)定性。少量的硫和鐵反應(yīng)並形成一個(gè)硫化物層,該硫化物層與硫化鉬是相容的,保持潤(rùn)滑膜。二硫化鉬對(duì)許多化學(xué)品具有惰性,並在真空下會(huì)完成其潤(rùn)滑作用,而石墨則不能。
二硫化鎢狀態(tài)為黑灰色粉末,在自然界出現(xiàn)為輝鎢礦,為深灰色斜方系晶狀固體,微溶於冷水,溶於熱水,不溶於鹽酸和堿(濃硝酸與氫氟酸的混合液除外)。溶於熔融堿,不溶於醇。二硫化鎢摩擦係數(shù)較低,抗極壓性能和抗氧化性能較強(qiáng),適用於高溫、高壓、高真空、高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、高輻射、強(qiáng)腐蝕、超低溫等各種苛刻條件下的潤(rùn)滑;對(duì)金屬表面有很好的吸附能力,在沖鍛中添加使用可以提高模具的壽命和工件表面的光潔度。
二硫化鎢的潤(rùn)滑性能優(yōu)於二硫化鉬,可完全取代二硫化鉬。二硫化鉬是常用的固體潤(rùn)滑劑,潤(rùn)滑性能優(yōu)良,被廣泛應(yīng)用於航天器運(yùn)動(dòng)構(gòu)件和空間滾動(dòng)軸承的真空潤(rùn)滑,但二硫化鉬在349°C時(shí)氧化劇烈,極大的限制了其他應(yīng)用。二硫化鎢是作為一種新型的固體潤(rùn)滑劑,特性與二硫化鉬相似,莫氏硬度低,易形成轉(zhuǎn)移膜,摩擦因數(shù)比MOS2略低,熱穩(wěn)定性更高;空氣中510°C開始分解,650°C完全分解,425°C下可長(zhǎng)期潤(rùn)滑;真空中1100°C開始分解,2000°C完全分解。
通過摩擦磨損試驗(yàn),研究二硫化鎢及二硫化鉬固體潤(rùn)滑劑的摩擦性能對(duì)比。結(jié)果表明:常溫工況下,二硫化鎢固體潤(rùn)滑劑的摩擦因數(shù)與二硫化鉬相近,但二硫化鎢塗層在金屬基上成膜狀態(tài)不如二硫化鉬塗層;高溫工況下,二硫化鎢基塗層摩擦因數(shù)穩(wěn)定,摩擦性能優(yōu)於二硫化鉬固體潤(rùn)滑塗層。