Дисульфид молибдена что такое
Плюсы и минусы дисульфида молибдена, молибденовые масла
Несмотря на то, что дисульфид молибдена используется как компонент смазочных компонентов или в чистом виде уже несколько веков, не утихают споры о его положительных и отрицательных качествах.
Немного истории и химии: дисульфид молибдена встречается в природе в виде минерала молибденита. Сейчас доступен и полностью синтетический продукт.
В измельченном состоянии использовался как смазка, например осей телег, с семнадцатого века. Добавлять MoS2 в масла и смазки стали в начале 20-го века, в армейскую технику в качестве контраварийной смазки. Присадка позволяла двигателю некоторое время работать при полной потере масла. Это давало возможность покинуть поле боя, выведя технику их зоны обстрела. Таким образом, дисульфид молибдена стал первым антифрикционным компонентом в моторном масле.
Исключительной особенностью частиц дисульфида молибдена является его способность образовывать очень прочные приповерхностные пленки, в которых атомы серы притягиваются к металлу, а молекулярные слои легко скользят относительно друг друга с минимальным коэффициентом трения. Слоистая структура такой пленки подобна графиту, но обеспечивает более низкий коэффициент трения.
Слои дисульфида надежно разделяют поверхности трения и препятствуют задиру, прихвату и свариванию. Обработанные поверхности имеют значительно больший ресурс и стойкость к нагрузкам.
Противники использования дисульфида молибдена утверждают, что дисульфид молибдена якобы сгорает в двигателе с образованием абразива. Между тем это не так. Дисульфид стоек в окислительной атмосфере до 450 °С, а в вакууме до тысячи. Продуктом окисления дисульфида является триоксид молибдена MoO3, сам по себе антифрикционное вещество.
Есть два ключевых момента, позволяющих использовать дисульфид молибдена в моторных маслах.
Первое – степень измельчения. Не всегда положительные результаты использования MoS2 в двигателях в советское время, происходили от того, что порошок, вынесенный с военного предприятия, был слишком крупный и вываливался в осадок. В результате масляный фильтр забивался черно-серым порошком, а двигатель не получал смазки в должном количестве. Нормально работает порошок с частицами порядка 0,3 мкм, что позволяет ему свободно проходить через поры масляного фильтра.
Второе – дополнительный дисперсант,, который и поддерживает порошок в виде взвеси, суспензии. Молекулы дисперсанта полярны, обволакивают частицы дисульфида, не позволяют им образовывать осадок и слипаться в агломераты.
К числу неприятностей, противники MoS2 относят нагары на кольцах и в поршневых канавках, якобы провоцируемые присадкой. Такие проблемы действительно возможны при превышении дозы MoS2 более 3% массы масла и при слабых моющих свойствах самого масла. Но проблемы решаются грамотным подбором рецептуры. Ещё, народные сказочники придумали теорию, по которой молибденовое масло следует чередовать в двигателе с обычным. Совершенно не понятна их мотивация, так как дисульфид молибдена не накапливается в моторе и не меняет геометрию деталей.
К действительно не решаемым проблемам использования дисульфида молибдена в современных двигателях является наличие в конструкции дизельного или бензинового двигателя фильтра сажевых частиц. Как известно, фильтры не переносят повышенную концентрацию серы, а без серы не может быть дисульфида. Кстати, одна из современных разработок – молибденоорганическая присадка без серы, уже широко используемая в современных маслах как антиизносная и снижающая расход топлива. Масла на её основе.
Но это теория, что предлагает практика?
Компания Liqui Moly занимается выпуском продуктов с дисульфидом молибдена с 1957 года. Разработаны формулы, полностью нивелирующие недостатки молибденовых продуктов. Ассортимент включает в себя три готовых масла с дисульфидом молибдена, смазки, молибденовые присадки в моторные и трансмиссионные масла, сухие молибденовые покрытия для промышленного использования, проникающие смазки с MoS2, специальные препараты для первичной смазки осей турбин и моторных цепей для предотвращения их быстрого износа.
Что получает потребитель?
Молибденовые масла очень эффективно снижают шумы двигателя, в частности звуки перекладки поршня, стуки гидрокомпенсаторов, распредвалов, гидронатяжителей. Благодаря снижению трения, может быть получена топливная экономия в 2-3%, в зависимости от режима эксплуатации. Улучшается холодный запуск двигателя, поскольку молибденовый слой в принципе не стекает с поверхностей. Повышается ресурс агрегатов на 30-50%.То же относится и к редукторам, трансмиссиям, не содержащим фрикционных элементов.
В какую технику можно лить?
Готовые моторные масла MoS2 производятся Liqui Moly в трех вязкостях: SAE 10W-40, 15W-40, 20W-50. Если техника допускает такие вязкости и не имеет фильтров твердых частиц на выхлопе, то более ограничений нет. В России основных потребителей такие масла находят в средней полосе и в южных регионах. Если есть ограничения по вязкости, то практически из любого масла можно сделать молибденовое при помощи присадки Oil Additiv, но ограничения по фильтрам остаются. Поэтому, в бензиновые отечественные легковушки молибденовые масла можно лить без ограничений, также как и в иномарки, выпуска до 2005-2007 годов (тут надо смотреть в инструкцию). Парк автомобилей в России имеет средний возраст семнадцать лет, именно поэтому молибденовые масла будут оставаться актуальными ещё долго, а на смену дисульфиду в более современной технике пришли молибденоорганическкие присадки. Но это совсем другая история. Технический отдел представительства Liqui Moly в России всегда даст квалифицированную консультацию по использованию молибденовых продуктов.
Молибденовая смазка: что это и где применять
Товар по теме:
Пластичная смазка «Супротек Универсал-М» для ШРУС и подшипников
Для увеличения ресурса и восстановления от износа подшипников качения, ШРУСов и других узлов.
Среди автомобилистов молибденовая смазка встречает как сторонников, так и тех, кто относится к ней с некоторой долей скепсиса. Одни ее яростно защищают, другие осторожно высказываются о возможных проблемах при ее применении. Как всегда, истина находится где-то посередине.
На самом деле применение молибденовой смазки – отличный вариант, чтобы увеличить ресурс деталей автомобиля, работающих в тяжелых условиях. Главное – применять ее с умом. Не стоит действовать по принципу – главное, чтобы было. В некоторых узлах присутствие смазывающих составов с содержанием молибдена противопоказано. Впрочем, расскажем по порядку.
Состав и свойства молибденовой смазки
Правильнее называть этот смазочный материал дисульфид молибденовая смазка (ДМИ, IV). Выпускается он в виде серых, черных или немного голубых спреев, жидкостей, порошков и густых пластичных веществ. Основной действующий компонент – неорганическое соединение молибдена с серой. Химическая формула вещества молибденит записывается MoS2. В каждой молекуле содержится один атом молибдена и два атома серы.
Попадая на поверхность металла, молибденовая смазка образует слой толщиной около 5 мкм. Один атом серы прочно закрепляется на металле, а второй находится снаружи, между ними находится молибден. В результате подобного взаимодействия образуется трехслойное нано-покрытие. Первый слой – атомы серы, надежно сцепившиеся с металлической деталью. Второй слой – молибден. Снаружи вновь слой атомов серы.
Если две металлические детали покрыты дисульфид молибденовой смазкой, соприкасаются только внешние слои. Сила сцепления между атомами серы, которые вступают в контакт, очень мала, поэтому трение минимально. Напротив, к стали и молибдену сера прикрепляется очень сильно, создавая прочную трудно смываемую пленку. Благодаря этой особенности, смазывающий слой обладает высокой степенью износостойкости.
Подобный химический состав и строение обусловливают следующие параметры и характеристики молибденовой смазки:
Пластичные смазки на основе молибдена отлично «работают» при ударных нагрузках, исключая риск заедания движущихся частей.
Для решения каких задач лучше купить молибденовую смазку
Современные смазочные материалы разрабатываются, чтобы решать ограниченный круг задач. Узкая специализация позволяет добиваться высоких показателей. Дисульфид молибденовые смазки являются ярким примером такого подхода.
Основной круг задач, где они применяются:
Наибольшее распространение применение молибденовой смазки получило в автомобилях, сельскохозяйственной и строительной технике, промышленном оборудовании и станках. Также эти материалы используют в летательных аппаратах и водных судах.
Если говорить более детально, этот смазочный материал отлично справляется с защитой замков, петель, шарниров. Наибольший эффект получается, если применять дисульфид молибденовую смазку для обработки узлов, работающих с большими нагрузками динамического характера:
Почему в этом списке нет поршней, коленвалов и других деталей двигателя? Казалось бы, там молибденовой смазке самое место: высокие температуры и экстремальные механические нагрузки. Все не так просто.
Стоит ли покупать молибденовую смазку для двигателя
Защитные свойства молибдена известны еще с XVIII века. Впервые практическое применение молибденовая смазка получила в 1935 году. Качество продукта было, конечно, намного ниже, того, что предлагают современные производители. В составе смазки присутствовали абразивные частицы кварцита, которые вызывали механический износ деталей. В начале 40-х годов прошлого столетия инженерам удалось решить эту проблему.
Прогресс не стоит на месте. Сегодня использование молибденовой смазки в двигателях может обернуться проблемой. Чтобы понять «откуда растут ноги» данной проблемы, придется еще раз вернуться к составу смазочного вещества.
Дисульфид молибденовые смазки являются не химическим раствором, а смесью. То есть в жидкой составляющей имеется взвесь частиц ди сульфида. В процессе работы двигателя эта твердая фракция попадает туда, где ее присутствие приводит к проблемам. Например, на поршневые кольца и канавки.
Под действием экстремально высоких температур твердая фракция вызывает закоксовку поршневых колец. Они попросту «залегают». В результате такого нарушения раскаленные газы из камеры сгорания прорываются в картер, окисляют моторное масло. Это ускоряет процесс отложения кокса.
Другая проблема использования молибденовой смазки в современных двигателях связана с моющими присадками. Щелочные растворы и кальций вступают в реакцию с молибденом, до того как он успеет образовать защитную пленку на поверхности деталей. Весь положительный эффект пропадает. Но это еще не все.
В результате подобной реакции образуется достаточно большие по размеру молекулы. Они оседают на масляном фильтре, ускоряя его загрязнение. То есть, добавляя в моторное масло присадку на основе молибдена, вы запускаете цепную реакцию:
Также следует учитывать, что молибденовые присадки активно взаимодействуют с кислородом и водой. Если данные компоненты попадут в смазку, дисульфид распадается с образованием серной кислоты и твердых частиц окиси молибдена. Кислота разъедает сталь, а абразивная оксидная фракция еще более увеличивает износ.
По этой причине, даже если производитель автомобиля не запрещает использование молибденовой смазки в автомобиле, возможны негативные последствия. Достаточно поездить с неисправной системой смазки, в которую поступает воздух или влага. Сколько стоит ремонт двигателя, думаем, представляют себе все автолюбители.
Молибденовая смазка для дроссельной заслонки
Одна из деталей, для которой применение молибденовой смазки приносит только плюсы – это дроссельная заслонка. Эта деталь регулирует степень обогащения топливной смеси. В результате эксплуатации на ее поверхности скапливаются отложения продуктов сгорания топлива, она получает механические повреждения.
Молибденовая смазка для дроссельной заслонки позволяет снизить фрикционное воздействие, повысить герметичность. Применение этого смазочного материала придает плавный ход механизму. Кроме того, обеспечивается защита от коррозии, низкая вероятность заклинивание заслонки.
Применение дисульфид молибденовой смазки для ступичного подшипника
Специалисты единодушны во мнении, что решение купить молибденовую смазку для обслуживания подшипника ступицы – отличный, выгодный вариант.
Этот смазочный материал обладает рядом свойств, которые делают его идеальным для такого применения:
Следует только следить, чтобы корпус ступичного подшипника был герметичен. Если в молибденовую смазку попадет влага, придется ее заменить. Чем чревато попадание воды в этот смазочный материал, мы уже рассмотрели выше.
«. При эксплуатации автомобиля важно следить за его техническим состоянием. Никаких посторонних звуков при движении не должно быть. Например, если гудит подшипник ступицы, это сигнал, что нужен ремонт, точнее – замена. Стандартный срок службы детали – около 100 тысяч километров пробега, но в Европе. Нашим автолюбителям необходимо делать поправку на состояние дорог. Понятно, что в сторону уменьшения ресурса. «
Какую молибденовую смазку лучше купить
Не откроем ничего нового, если скажем, что оптимальными параметрами обладают товары из средней ценовой категории или чуть дороже. На российском рынке в магазинах представлены продукты импортного производства по высокой цене и более доступные отечественные разработки.
Пластичная смазка «Супротек Универсал-М» для ШРУС и подшипников
Для увеличения ресурса и восстановления от износа подшипников качения, ШРУСов и других узлов.
На наш взгляд оптимальным соотношением цены к качеству обладают молибденовые смазки «Универсал –М» и «Универсал PRO» от фирмы Suprotec из Петербурга. Независимое тестирование этих восстанавливающих, триботехнических консистентных составов показало, что по многим эксплуатационным параметрам они превосходят зарубежные аналоги.
Консистентная смазка Супротек Универсал PRO для подшипников, передач, ШРУСов
Для увеличения ресурса и восстановления изношенных подшипников качения, зубчатых передач, ШРУС и других узлов, использующих пластичную смазку.
Человечество еще с 16 века использовало физико-химические свойства дисульфида молибдена для улучшения свойств металлов и для достижения сухого антифрикционного эффекта, но лишь в 20 веке минерал стали активно использовать в качестве присадок смазочных материалов любой консистенции. Сегодня он входит в состав антифрикционных паст и суспензий, автомобильных и индустриальных масел, твердых смазочных пленок и многоцелевых и высокотемпературныхсмазок.
Основные свойства дисульфида молибдена
Дисульфид является наиболее распространенным в природе соединением молибдена, а его химическая формула MoS2 свидетельствует о неорганической природе минерала. Дисульфид молибдена – мягкий минерал свинцово-серого цвета с характерным металлическим блеском, при этом интенсивность цвета может колебаться от серого до насыщенного черного. Мягкая и слоистая структура дисульфида молибдена обусловлена слабыми ван-дер-ваальсовыми междуатомными связями: атом четырехвалентного Mo является центром тригональной призмы, состоящей из шести атомов серы и, таким образом, гексагональный ряд атомов молибдена расположен между двумя рядами атомов S.
Физико-химические свойства
Твердость по шкале Мооса
Окисляется царской водкой и азотной кислотой. При нагревании выше 500˚С минерал вступает в активную реакцию с кислородом и окисляется до MoSO3. В природе чаще встречается гексагональная решетка минерала, наиболее ценные месторождения дисульфида молибдена с ромбоэдрической структурой расположены в Армении и в Канаде. Современные технологии флотации позволяют получить в промышленных условиях дисульфид молибдена с ромбоэдрической кристаллической решеткой и добиться высокой чистоты минерала, так как для применения его в смазочных веществах необходимо обеспечить чистоту продукта не менее 98,5 ÷ 99,9%.
Применение MoS2 в смазочных материалах
Дисульфид молибдена добавляется в качестве присадки только в состоянии мелкого дисперсионного порошка (фракции должны быть крупностью не более 0,5 ÷ 7,0 мкм). За счет совершенной спайности и сохранения свойств в широком интервале температур он позволяет достигнуть наибольшего антифрикционного эффекта в зоне пограничного трения на контактных поверхностях металл-металл. Дисульфид молибдена стойкий к воздействию большинства веществ, не растворяется в воде и в органических и синтетических маслах. Он образовывает на поверхности стойкую пленку, которая характеризуется высоким сопротивлением продавливания и высоким пределом текучести. Благодаря этому его применение целеcообразно, когда существуют следующие негативные факторы:
Подробнее о дисульфиде молибдена который Вы можете приобрести в Смазочной компании «ИНТЕРАВТО»
Для того чтобы купить дисульфид молибдена отправьте заявку на электронный адрес указанный в разделе Контакты, или позвоните по телефонам отдела продаж: +7 (3412) 56-92-49
Дисульфид молибдена
2
1,8 эВ (прямой, монослой) [3]
Содержание
Производство [ править ]
Структура и физические свойства [ править ]
Кристаллические фазы [ править ]
Третья, метастабильная кристаллическая фаза, известная как 1T-MoS 2, была открыта путем интеркалирования 2H-MoS 2 щелочными металлами. [11] Эта фаза имеет тетрагональную симметрию и является металлической. 1T-фаза может быть стабилизирована путем легирования электронными донорами, такими как рений [12], или преобразована обратно в 2H-фазу с помощью микроволнового излучения. [13]
Аллотропы [ править ]
Отслоившиеся хлопья MoS 2 [ править ]
Микромеханическое отшелушивание, также прагматично называемое « скотч-скотч-отшелушивание », включает использование адгезивного материала для многократного отслаивания слоистого кристалла путем преодоления сил Ван-дер-Ваальса. Затем кристаллические хлопья можно переносить с клейкой пленки на подложку. Этот простой метод был впервые использован Новоселовым и Геймом для получения графена из кристаллов графита. Однако его нельзя использовать для однородных одномерных слоев из-за более слабой адгезии MoS 2 к подложке (Si, стеклу или кварцу). Вышеупомянутая схема годна только для графена. [15] Хотя скотч обычно используется в качестве клейкой ленты, штампы PDMS также могут удовлетворительно расщеплять MoS.2, если важно избегать загрязнения хлопьев остатками клея. [16]
Отшелушивание в жидкой фазе также можно использовать для получения монослойного или многослойного MoS 2 в растворе. Некоторые методы включают интеркаляцию лития [17] для отслоения слоев и обработку ультразвуком в растворителе с высоким поверхностным натяжением. [18] [19]
Механические свойства [ править ]
Износостойкость MoS 2 в смазочных материалах может быть увеличена за счет легирования MoS 2 хромом. Эксперименты по микроиндентированию наностолбиков MoS 2, легированного Cr, показали, что предел текучести увеличился со среднего значения 821 МПа для чистого MoS 2 (0 ат.% Cr) до 1017 МПа для 50 ат.%. % Cr. [22] Увеличение предела текучести сопровождается изменением режима разрушения материала. В то время как наностолбик из чистого MoS 2 выходит из строя из-за механизма пластического изгиба, режимы хрупкого разрушения становятся очевидными по мере того, как материал нагружается увеличивающимся количеством примеси. [22]
Широко используемый метод микромеханического отслаивания был тщательно изучен в MoS 2, чтобы понять механизм отслаивания от нескольких слоев до многослойных хлопьев. Было обнаружено, что точный механизм расщепления зависит от слоя. Хлопья толщиной менее 5 слоев подвергаются однородному изгибу и волнистости, а хлопья толщиной около 10 слоев расслаиваются за счет межслойного скольжения. Чешуйки с более чем 20 слоями демонстрировали механизм перегиба при микромеханическом скалывании. Также было установлено, что расщепление этих чешуек является обратимым из-за природы ван-дер-ваальсовых связей. [23]
В последние годы MoS 2 использовался в гибких электронных приложениях, что способствовало дальнейшему изучению упругих свойств этого материала. Испытания на наноскопический изгиб с использованием наконечников кантилевера AFM были выполнены на микромеханически расслоенных хлопьях MoS 2, которые были нанесены на дырчатую подложку. [16] [24] Предел текучести однослойных чешуек составлял 270 ГПа, [24] в то время как более толстые чешуйки также были более жесткими с пределом текучести 330 ГПа. [16] Молекулярно-динамическое моделирование показало, что предел текучести в плоскости MoS 2 составляет 229 ГПа, что с точностью до ошибки совпадает с экспериментальными результатами. [25]
Ленточная структура MoS 2 чувствительна к деформации. [26] [27] [28]
Химические реакции [ править ]
Хлор атакует дисульфид молибдена при повышенных температурах с образованием пентахлорида молибдена :
Реакции интеркаляции [ править ]
Приложения [ править ]
Смазка [ править ]
Катализ [ править ]
Исследование [ править ]
Выделение водорода [ править ]
Микроэлектроника [ править ]
MoS
2 нанофлейки могут быть использованы для изготовления слоистых мемристивных и мем-емкостных устройств на основе растворов путем разработки MoO
Икс / MoS
2 гетероструктура, зажатая между серебряными электродами. [53] MoS
2 мемристоры на основе механически гибкие, оптически прозрачные и недорогие в производстве.
Чувствительность биосенсора на графеновом полевом транзисторе (FET) принципиально ограничена нулевой шириной запрещенной зоны графена, что приводит к увеличению утечки и снижению чувствительности. В цифровой электронике транзисторы управляют протеканием тока через интегральную схему и обеспечивают усиление и переключение. При биочувствительности физические ворота удаляются, и связь между встроенными молекулами рецептора и заряженными биомолекулами-мишенями, которым они подвергаются, модулирует ток. [54]
MoS 2 исследовался как компонент гибких цепей. [55] [56]
Фотоника и фотовольтаика [ править ]
MoS
2 также обладает механической прочностью, электропроводностью и может излучать свет, открывая такие возможности, как фотодетекторы. [59] MoS
2 был исследован как компонент фотоэлектрохимических (например, для фотокаталитического производства водорода) приложений и приложений микроэлектроники. [50]
Сверхпроводимость монослоев [ править ]
Под электрическим полем MoS
2 монослои обладают сверхпроводимостью при температурах ниже 9,4 К. [60]