ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смазывающее действие графита и дисульфида молибдена из "Твёрдые смазочные материалы и антифрикционные покрытия" Содержание окислов в дисульфиде молибдена быстро увеличивается с ростом его удельной поверхности и продолжает увеличиваться даже если при дальнейшем дроблении удельная поверхность практически начинает уменьшаться. Это происходит на определенной стадии измельчения потому, что крайние атомы (на ребрах), способные адсорбировать кислород, остаются открытыми в результате разрушения кристаллов по основным плоскостям. В то же время площадь открытых основных кристаллических плоскостей начинает уменьшаться, так как кристаллы МоЗг, став очень тонкими, прочно прилипают друг к другу. Механизм смазывания дисульфидом молибдена можно рассматривать как развитие механизма смазывания графитом, описанного выше. [c.99] Химическое состояние поверхности дисульфида молибдена до и после измельчения в шаровой мельнице было довольно широко исследовано [10]. Считают, что условия в мельнице моделируют приработку двух скользящих поверхностей, смазываемых дисульфидом молибдена. Рассмотрим влияние измельчения дисульфида молибдена на удельную поверхность, структуру, температуру окисления, кислотность и способность адсорбировать воду, а зате.м попытаемся разработать механизм смазывания дисульфидом молибдена. [c.100] Данные по адсорбции азота и седиментационпые исследования показывают, что при измельчении в шаровой мельнице удельная поверхность дисульфида молибдена очень быстро достигает максимума. После этого наблюдается агрегация его частиц. Рентгенографически показано, что в отличие от графита размеры кристаллической решетки дисульфида молибдена не претерпевают каких-либо изменений даже после продолжительного измельчения. Отсюда можно сделать вывод, что стационарное состояние соответствует прекращению заметного изменения удельной поверхности. Процессы измельчения и агрегирования не исключают друг друга, что подтверждается продолжающимся увеличением содержания хе.мосорбированного кислорода. Степень хемосорбции может соответствовать нескольким молекулярным слоям Ог. [c.100] Последнее связано с тем, что в адсорбции кислорода участвуют свободные электроны атомов серы, которые в других условиях связывали бы слои (Мо—5) — (Мо—5) друг с другом. [c.101] Общепризнано, что небольшое количество МоОз не оказывает влияния на смазывающие свойства дисульфида молибдена. По-видимому, небольшие частицы трехокиси молибдена тонут в массе дисульфида молибдена, что устраняет их абразивное действие. [c.101] Концепция скрытых поверхностей позволяет объяснить явление расслоения дисульфида молибдена, т, е. быстрое увеличение его удельной поверхности при нагреве в вакууме или в двуокиси углерода при температурах до 400—500 °С (рис. 42). При нагреве летучие продукты окисления серы удаляются с границ зерен . Оставшееся пространство становится способным адсорбировать молекулы азота. [c.101] Разберем различные гипотезы, выдвинутые в связи с новыми физико-хилшческими исследованиями процесса окисления МоЗг. Для у добства рассмотрим отдельно влияние нагрева, влаги и аморфной серы. [c.103] Влияние нагрева. При нагреве кислород отделяется от МоЗг в виде окислов серы. Благодаря этому удельная поверхность конгломератов увеличивается. [c.103] Влага адсорбируется, образуя нелетучие кислые продукты, или соединяется с промежуточными продуктами окисления, образуя молибденовую синь или растворимые молибдаты. [c.103] Влияние аморфного слоя серы. Появление аморфного слоя серы следует считать невозможным. При откачке газообразных продуктов, выделяющихся из дисульфида молибдена даже при 1000 °С, не было обнаружено свободной серы. [c.103] Интересные результаты [26] были получены при испытании на машине трения смазочных свойств покрытий, приготовленных на основе смесей дисульфида молибдена и н-бутанола, а также дисперсий дисульфида молибдена, смолы и н-бутанола. Определяли износ дву.х скрещенных под прямым углом цилиндров 3 малоуглеродистой стали и измеряли коэффициент трения и износостойкость. При повышении температуры с 20 до 70 °С в сухом кислороде или азоте коэффициент трения увеличивался примерно в два раза. С повышением температуры износостойкость возрастала, что не наблюдалось при исследовании покрытий, полученных для аналогичных дисперсий графита. Эти результаты представляют интерес в связи с упоминавшимися выше данными о том, что коэффициент трения дисульфида молибдена с повышением влажности увеличивается. Такое явление можно объяснить как чисто температурный эффект фрикционный нагрев увеличивается, а влажность самого покрытия уменьшается. Существенное значение может иметь и то, что дисульфид молибдена связан смолой. [c.104] Практически важно взаимодействие дисульфида молибдена с углекислым газом, поскольку МоЗд используется в качестве твердого смазочного материала в атомных реакторах, охлаждаемых СОг. Самедар и Рза-Заде [И] показали, что при температурах от 200 до 500 °С дисульфид молибдена медленно окисляется, превращаясь МоОг. Окисление при 900 °С заканчивается лишь за 54 ч. Следует отметить, что окисление дисульфида в двуокись молибдена в атмосфере СОг протекает при 400 °С очень медленно. В то же время в кислороде МоЗг очень быстро окисляется в МоОз даже при меньших температурах. [c.104] Остановимся очень кратко на стандартизации дисульфида молибдена. Из небольшого обзора физико-химических свойств МоЗг видно, что сравнение фрикционных характеристик дисульфида молибдена бессмысленно, если неизвестны такие характеристики, как удельная поверхность, кислотность и температура окисления исходного материала. Не зная этих показателей, нельзя сопоставить результаты различных исследователей. Поэтому в опубликованных работах по исследованию дисульфида молибдена как твердого смазочного материала содержится много противоречивых сведений. [c.104] Халтнер и Оливер [28] показали, что в присутствии некоторых неорганических соединений срок службы пленок дисульфида молибдена может возрастать, особенно прн высоких нагрузках (табл. 3). Полагают, что действие этих присадок аналогично действию противозадирных присадок в смазочных маслах, однако абсолютной уверенности в этом пока нет. Следует отметить, что наиболее эффективные присадки нан.менее стабильны. [c.104] Известно также, что пленки дисульфида молибдена на малоуглеродистой стали с покрытием из сернистого железа обладают более высокими смазывающими свойствами, чем на малоуглеродистой стали без покрытия. Как показал химический анализ, активные присадки концентрируются в основном на по-вер.чности неподвижной детали. [c.105] Ранее было показано, что нащи знания о. механизме смазывания графитом и МоЗг не полны и весьма неоднозначны. Вместе с тем для всех, очевидно, ясно, что разница в механизме смазывания этими двумя твердыми смазками обусловлена более высокой химической активностью дисульфида молибдена. На основании приведенных выще результатов опытов, полученных при измельчении дисульфида молибдена в щаровой мельнице, можно заключить, что для объяснения механизма смазывания необходимо изучение химических свойств поверхности этих смазочных материалов. [c.105] Было установлено, что графит обеспечивает хорошее смазывание во влажном воздухе, неудовлетворительное — в сухом кислороде и совершенно не проявляет смазывающих свойств в сухом азоте. Порошкообразный дисульфид молибдена ведет себя совершенно наоборот. Он обеспечивает хорошее смазывание в сухом азоте, значительно хуже ведет себя в сухом кислороде и совсем плохо во влажном воздухе. Тот факт, что два твердых смазочных материала, обладающих сходной слоистой структурой, имеют столь противоположные свойства, овидетельствует о том, что нужна общая теория смазывания, которая бы могла обоснованно объяснить эту очевидную аномалию. [c.106] Вернуться к основной статье