Молибденовият дисулфид (MoS2) се явява модификатор на триенето. Днес той е най-популярната добавка към различните пластични смазки, масла, покрития. В тази статия ще разгледаме, какво представлява това вещество, неговите характеристики и използване.
История на молибденовия дисулфид
Молибденовият дисулфид (MoS2) – е черен или синьо-сив кристален прах, на пипане е сходен с графита. В природата се среща във вид на минерал молибденит, или по рядка аморфна форма – йордизит.
Уникалните свойства на този материал са били забелязани в 1744 година. Поради външна сходност с оловото и неговия сулфид минерала го нарекли "molybdos" – приличащ на олово. В 1778 година шведа Карл Вилхелм Шееле, чрез нагряване на молибденит до получаване на бял прахов оксид обозначил молибденита, като метален сулфид. В 1781 година друг шведски учен Питер Якоб Хелм успял да отдели този метал. Той и го нарекъл молибденит.
След това откритие този материал започнал да се използва едва в 1890 година. Използвали го за замяна на волфрам при легиране.
Първото използване на материала, като смазка е зафиксирано в 1935 година на установка по моделиране вибрациите на самолети. Към онзи момент тя е била неработоспособна, защото тежконатоварените възли се движели скокообразно. Смазочните материали по онова време не могли да се справят с този проблем.
Решение наmeрил инженера от немски произход Алфред Сонтаг. Той използвал молибденита, като присадка. Резултатът се оказал спорен. От една страна се отбелязало съществено намаляване на коефициента на триене, а от друга – силно износване на възлите от примесите на абразивния кварцит, които се съдържали в минерала. Чисто вещество към онзи момент да се получи било невъзможно.
В 40-те години на 20 век бил разработен способ за очистка на молибденовата руда от примеси, чрез флотация. От този момент започнало използването на молибденовия дисулфид, като смазочен материал.
Свойства
Молибденовият дисулфид притежава уникални свойства, които го отличават от другите видове твърди смазочни вещества:
- Много нисък коефициент на триене (от 0,03 до 0,06)
- Силна адгезия към метали
- Много висока носеща способност
- Висока износоусточивост
- Широк диапазон от работни температури от -185 °C до +450 °C
- Работоспособност във вакуум и радиация
- Устойчивост към корозия, алкални разтвори, солна, сгъстена и сярна киселина
- Негорим
- Изравнява повърхности, изглажда микронеровности
- Малка дебелина на покритие (5-25 мкм)
Област на използване
Областта на използване на молибденовия дисулфид е много широка. Използва се като легираща добавка към сплави и свръхнадеждни сплави. Такива материали се използват в огнеупорни съединения, които издържат продължително въздействие на много високи температури до +1800 °C (електровакуумни прибори, ракетни дюзи, работен материал за ядрени реактори, високотемпературни пещи и т.н.) Освен това MoS2 значително подобрява такива параметри на стоманите, като якост, вискозитет, устойчивост към корозия.
В самолето и ракетостроенето минерала за използва при производството на свръхзвукови самолети (детайли на краищата на крилата, топлинни екрани), детайли от ракетните рамки и панелите на космическите апарати. Така също се използва в някои детайли на турбореактивни и ракетни двигатели (дюзи, накрайници на дюзи, опашни поли, лопатки на турбини, повърхности за управления в ракети, работещи на твърдо гориво).
В стъкларската промишленост молибденовия дисулфид се приема при производството на електродите, предназначени за разтапяне на стъклото. От неговите сплави се произвеждат различни прес-форми, пръчки за леене под налягане на медни, цинкови и алуминиеви сплави.
Съществуват и други използвания за молибденовия дисулфид. Но една от основните съвременни предназначения на този минерал се явява подобряването на показателите на различни смазочни материали.
Смазки
Твърдите смазочни материали, добавени в състава на пластичните смазки им придават нови свойства. Продуктите с молибденов дисулфид ефективно работи при много високи натоварвания, ниски и високи температури. Те значително намаляват износването, образуването на фретинг-корозия, задир и осигуряват дълго смазване в условия на негативно въздействие от външната среда.
Смазки с молибденов дисулфид на основа минерални, синтетични и полусинтетични масла. Сгъстител също може да встъпи всеки известен материал. Но най-голямо разпространение са получили минералните литиеви смазки на основа молибденов дисулфид. Той притежава добри експлоатационни показатели и достъпна цена.
Използват се молибденовите смазки в тежконатоварени възли на леки и товарни автомобили, специална техника, дърво- и металообработващо оборудване, електродвигатели и вентилатори, общопромишленно оборудване и т.н.
Присадки
Присадките на основа молибденов дисулфид се използват в моторни масла. Те намаляват износването, подобряват смазването и значително намаляват количеството на задири във вътрешните повърхности на двигателя. Благодарение на това, че минерала отлично взаимодейства със сяра, която влиза в състава на съвременните моторни масла, MoS2 отлично се задържа на металните повърхности.
В средите на автомобилистите използването на присадки се явяват едни от главните предмети на спор. Едни привеждат доводи в полза на тяхното използване, други наричат присадките пуст и неефективен разход на пари. Така или иначе ефект от използване на такива ма
териали има, но той не е дълготраен. Освен това, че моторно масло с молибден трябва да се сменя по-често, при заливане на свежа течност също така се налага и наливане на ново количество присадки.
Покрития
Покритията (АФП, антифрикционни покрития) биват два вида – прахови и бояподобни състави. Първите представляват чист молибденов дисулфид с различна степен на частичките от 10 до 1,25 микрона. Бояподобните състави представляват дребнодисперсни частици минерал, които са диспергирани в среда от свързващи вещества и разтворители.
Пред пластичните смазки и масла у покритията има много преимущества. След нанасяне на АФП се образува сух смазочен филм, който изключва налепване на прах и абразивни частици по повърхностите. Освен това този вид материал осигурява смазване в течение на целия експлоатационен срок на възела. Така също покрития на основа молибденов дисулфид отлично работят в условия на радиация и вакуум.
Използването на АФП в резбови съединения, пружини, шлици, шпилки, зъбни, верижни и червячни механизми, спирачни системи на автомобили, лагери и направляващи плъзгачи в промишлено оборудване, особено в минната, селскостопанската и други отрасли.
