Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 1

Оксид молибдена(vi)

Применение

Сегодня молибденовые смазки, помимо промышленного применения, широко используются автомобилистами и отлично зарекомендовали себя.

При этом следует четко понимать, что такие смазки – составы узкоспециальные, и не пытаться применять их не по назначению. Смазки с молибденом хорошо подходят для подшипников ступиц, сводя трение к минимуму и повышая износостойкость. Ресурс смазки такой же, как и у самого подшипника и рассчитан приблизительно на 100000 км.

Молибденовые смазки также успешно применяются в шарнирах, шестернях, зубчатых рейках, ШРУСах.

Применяются они и в подшипниках, исключая высокоскоростные. Очень хорошо переносят ударные нагрузки.

Специалисты настоятельно рекомендуют применять молибденовые смазки для дроссельных заслонок. Смазки повышают герметичность, выравнивают ход заслонки и очень успешно противостоят коррозии.

Смазки из молибденита хорошо подходят для приработки между собой новых деталей, например, после капремонта и отлично защищают взаимодействующие друг с другом детали, работающие при высоких нагрузках.

А вот применять в двигателях определенно не стоит. По сути, они представляют собой раствор с не растворенными, а плавающими в нем частицами дисульфида молибдена. Попадание этих частиц в поршневую систему вызывает ее закоксовку. К тому же, некоторые присадки в топливе начинают активно взаимодействовать с молибденитом до того, как он распределится по поверхности, образовав пленку. Образующиеся в результате этой реакции крупные молекулы оседают на масляном фильтре, со временем загрязняя его, а в перспективе – весь двигатель в целом.

Изначально молибденовые смазки выпускались в виде мазей с основой из органического или синтетического масла, кальциевого мыла в качестве загустителя и самого дисульфида молибдена.

Спрей распыляется на поверхность тончайшим слоем, и этот слой отлично выполняет свои функции.

Выпускаются также молибденовые покрытия в виде сухого порошка, состоящего из чистого диоксида молибдена, без каких-либо примесей. Такой порошок создает сухую смазочную пленку, которая, помимо всего прочего, надежно защищает поверхность от различного вида загрязнений.

В некоторых моторных маслах используются присадки, содержащие дисульфид молибдена, однако споры о положительном или отрицательном воздействии таких масел на двигатель автомобиля пока не прекратились, поэтому применять такие масла или нет – личное дело каждого.

Выбор молибденовых смазок сегодня довольно обширен, ориентироваться при покупке лучше на заслуженные бренды и официальные магазины.

Помимо импортных производителей, также заслуженно пользуются популярностью некоторые отечественные смазки, например, производства Suprotec (Санкт-Петербург) и Технохим (Смоленск). Их характеристики не уступают зарубежным аналогам, а цены отличаются в лучшую сторону.

Видеорегистратор NEOLINE X-COP 9100S

Fugicar FC8 зеркало-бортовой компьютер

Black Size – гель для увеличения члена

Предыдущая

Смазка ШРБ-4

Следующая

Литиевая смазка

Примечания

  1.  (недоступная ссылка). Дата обращения 17 апреля 2010.
  2. Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry (англ.). — Oxford: Oxford University Press, 1984. — ISBN 0-19-855370-6.
  3. G. L. Miessler and D. A. Tarr. Inorganic Chemistry, 3rd Ed (неопр.). — Pearson/Prentice Hall publisher, 2004. — ISBN 0-13-035471-6.
  4. Shriver, D. F.; Atkins, P. W.; Overton, T. L.; Rourke, J. P.; Weller, M. T.; Armstrong, F. A. Inorganic Chemistry (неопр.). — New York: W. H. Freeman (англ.)русск., 2006. — ISBN 0-7167-4878-9.
  5.  (недоступная ссылка).
  6.  . Norma.
  7.  . Dow Corning. (недоступная ссылка)
  8. Topsøe, H.; Clausen, B. S.; Massoth, F. E. Hydrotreating Catalysis, Science and Technology (англ.). — Berlin: Springer-Verlag, 1996.
  9.  (недоступная ссылка). Chinese Academy of Sciences.  (недоступная ссылка)
  10. . Популярная механика.

Пластичная смазка на основе дисульфида молибдена и особенности её воздействия на узлы трения

Ещё лучше свои защитные свойства дисульфид молибдена проявляет в пластичных смазках при комбинации с другими компонентами. Так, дусульфид молибдена в составе литиевых пластичных смазок способен создавать дополнительный смазочный слой при ударных нагрузках, тем самым предотвращая высокую степень износа металла и обеспечивая эффективную защиту. Применение смазок с молибденом практически полностью устраняет риск появления задиров или заедания, значительно снижает коэффициент трения, увеличивает показатели твёрдости и прочности. Молибденовые смазки успешно используются для обработки подшипников скольжения, шестерён, клапанов, работающих в условиях высокого давления, для смазки червячных и планетарных редукторов и других механических частей.

Молибденовая смазка содержит дисульфид молибдена с целью получения продукта с лучшей производительностью (отличная защита от износа), чем может предложить обычная универсальная. Применяется в механизмах, где металлические детали контактируют при высоких нагрузках или экстремальном давлении. Водостойкая.

Отлично подходит для использования в узлах, где, например, происходит соударение нескольких скользящих деталей. Также можно обрабатывать запчасти шасси автомобиля, такие как шаровые шарниры и U-шарниры, а также сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования.

Читайте так же:

_____________________________________________________________________________________________________

Молибденово-серные соединения: особенности

Комплексы молибден-сера применяются иногда в форме суспензии, однако большей частью растворяются в лубрикантах с концентрацией всего в несколько %. Дисульфид молибдена (ДМ) или MoS2 — самая часто встречающаяся природная форма этого металла, извлекается из руды, далее проходит очищение для прямого добавления к смазке. Частицы в составах могут отличаться размером (классифицируются на 3 группы).

Благодаря геотермальному происхождению ДМ устойчив к высоким температурам и давлению. Особенно это верно, если небольшие количества серы доступны для реакции с железом и образуют сульфидный слой, который совместим с MoS2 в поддержании смазочной пленки.

Получение

Действие перегретого водяного пара на металлический молибден:

Mo+2H2O →700−800oC MoO2+2H2{\displaystyle {\mathsf {Mo+2H_{2}O\ {\xrightarrow {700-800^{o}C}}\ MoO_{2}+2H_{2}}}}

Действие на молибден диоксида углерода:

Mo+2CO2 →1200oC MoO2+2CO{\displaystyle {\mathsf {Mo+2CO_{2}\ {\xrightarrow {1200^{o}C}}\ MoO_{2}+2CO}}}

Восстановление водородом оксида молибдена(VI):

MoO3+H2 →450−470oC MoO2+H2O{\displaystyle {\mathsf {MoO_{3}+H_{2}\ {\xrightarrow {450-470^{o}C}}\ MoO_{2}+H_{2}O}}}

Гидролиз перегретым водяным паром сульфида молибдена(IV):

MoS2+2H2O →500oC MoO2+2H2S{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ MoO_{2}+2H_{2}S}}}

Разложение холодной концентрированной серной кислотой сульфида молибдена(IV):

MoS2+2H2SO4 →5oC MoO2↓+2S↓+SO2↑+2H2O{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {5^{o}C}}\ MoO_{2}\downarrow +2S\downarrow +SO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}

Области применения смазок с дисульфид молибденом

Благодаря своим основным качественным характеристикам по итогам научных исследований и апробаций, дисульфид молибдена пользуется достаточно высоким спросом в таких направлениях, как:

  • •    Эффективная противоизносная присадка для автомобильных и иных двигателей с явно выраженными свойствами по смягчению возникающих трений;
  • •    Использование подобных соединений в тех механизмах, где необходимо обеспечить максимальную защиту рабочих соприкасающихся элементов, с целью предупреждения преждевременного истирания и перегрузок;
  • •    Практически вся сфера машиностроительной промышленности, где применение молибденовых суспензий ознаменовано с начала запуска и внедрения в производство шарнирных систем и механизмов.

Достаточно широко распространено использование дми дисульфид молибдена. Такое вещество представляет собой мелкодисперсный порошок, выпускаемый и реализуемый как дисульфид молибдена под маркой дми 7. Категория подобных смазок также обеспечивает улучшенное скольжение между слоями серы в составе, благодаря повышенной адгезии к металлу любого вида.

Решающим фактором эффективности разработанных современных присадок является:

  • •    наличие характерного слоистого строения;
  • •    небольшие показатели связующей энергии между задействованными слоями, а также повышенная степень адгезии на поверхности узлов трений.

Биологическая роль молибдена.

Молибден – один из основных микроэлементов в питании человека и животных. Он содержится во многих живых тканях и необходим для поддержания активности некоторых ферментов, участвующих в катаболизме пуринов и серосодержащих аминокислот. Активной биологической формой элемента является молибденовый кофермент (molybdenum cofactor, Moco) – низкомолекулярный комплекс небелковой природы, действующий в составе ферментов и необходимый для осуществления специфических каталитических превращений. Moco является коферментом четырех важных ферментов: ксантиндегидрогеназы, ксантиноксидазы, сульфитоксидазы и альдегидоксидазы. Ксантиндегидрогеназа катализирует превращение гипоксантина в ксантин, а затем в мочевую кислоту. Этот фермент, наряду с ксантиноксидазой, участвует в метаболизме пурина (образование NADH из NAD+). Сульфитоксидаза, находясь в митохондриях, участвует в метаболизме серосодержащих аминокислот – цистеина и метионина – и катализирует окисление сульфита в сульфат. Альдегидоксидаза принимает участие в реакциях катаболизма пиримидинов и биотрансформации ксенобиотиков – чужеродных для организма человека и животных веществ, порожденных в той или иной степени хозяйственной деятельностью человека и не входящих естественным образом в биотический круговорот. Именно со способностью альдегидоксидазы катализировать окисление в организме канцерогенных ксенобиотиков связывают предполагаемую антираковую активность молибдена.

Лин Ксиан (Lin Xian) – местечко в провинции Хонан (Honan) на севере Китая было известно как область с наиболее высоким процентом заболеваемости раком пищевода среди местного населения. Проведенные исследования почвы показали низкое содержание в ней молибдена, наличие которого необходимо для нормального функционирования азотфиксирующих бактерий. Дело в том, что восстановление вносимых в почву нитратов осуществляется ими с помощью молибден-зависимого фермента нитратредуктазы. Недостаток молибдена уменьшает активность фермента, которой хватает лишь на то, чтобы восстановить нитрат не до аммиака, а до нитрозаминов, которые обладают, как известно, высокой канцерогенной активностью. Внесение в почву молибденовых удобрений значительно уменьшило процент заболеваемости населения.

Несмотря на то, что молибден является малораспространенным элементом, случаи его дефицита в организме человека редки. Недостаток молибдена вызывает тяжелые заболевания. Наиболее богатые элементом № 42 пищевые продукты: бобовые и злаковые растения, листовые овощи, молоко, фасоль, печень и почки. Рекомендованные Национальной академией наук США дневные нормы потребления молибдена (estimated safe and adequate daily dietary intake, ESSADI) для различных категорий населения приведены ниже.

Таблица 3. Дневные нормы потребления молибдена
Таблица 3. ДНЕВНЫЕ НОРМЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ МОЛИБДЕНА
Возраст, лет(мкг/день)
Младенцы 0–0,515–30
0,5–120–40
Дети 1–325–50
4–630–75
7–1050–150
11–1875–250
Взрослые от 19 и старше75–250

Юрий Крутяков

Состав и характеристики

Дисульфид молибдена имеет похожую на сэндвич структуру графита. Пространственно-параллельно расположенные слои серы и молибдена S-Mo-S толщиной в три атома слабо связаны силами Ван-дер-Ваальса. Поэтому кристаллы легко сдвигаются вдоль базисной плоскости. В результате вещество приобретает смазочные свойства. Слоистая структура позволяет получать квазидвумерные кристаллы, аналогичные кристаллам графена.

На поверхности металла молибденит создает тонкую 5 мкм пленку, в которой атом молибдена расположен между захваченным металлом атомом серы и свободным атомом серы. Образующееся трехслойное нано-покрытие имеет один слой из атомов серы, которые прочно сцепляется с металлической поверхностью благодаря высокому сродству с металлами. Затем идет слой молибдена и слой из квази свободных атомов серы.

Покрытые смазкой соприкасающиеся поверхности не трутся непосредственно друг о друга, а образуют между собой прослойку из двух внешних слоев серы с низким взаимным сцеплением. При этом внутренний слой серы прочно сцепляется с металлической поверхностью, повышая ее износостойкость.

Как следствие, дисульфид молибдена представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц от 1 до 100 мкм — сухую смазку. Она была впервые представлена в 1940-х годах химической компанией Dow Corning под торговым названием «Molykote», которое по-прежнему остается синонимом молибденовой смазки.

Обладая пленкообразующими свойствами, молибденит:

  • сохраняет свои свойства в условиях отсутствия влаги до температур в 400 °С;
  • окисляется в воздухе с 315 °C. В отсутствие кислорода применение возможно до 1100 °С;
  • обладает смазывающими свойствами в инертных атмосферах и в условиях высокого вакуума, когда другие обычные смазочные материалы терпят неудачу;
  • сохраняет свойства смазки при экстремальном давлении.

MoS2 используется в качестве сухой добавки в смазках, маслах, полимерах, красках и других покрытиях. Он бывает в виде суспензии или служит добавкой в других лубрикантах. Размер частиц MoS2 варьируется в зависимости от требований к смазочному материалу: 90 нм, 1,5 микрон, 4,5 микрон и 12,5 микрон.

Смазка с молибденом выпускается в виде спреев в аэрозольных тубах, жидкостей и густых пластинчатых материалов. Пластинчатые смазки образуют пленку, которая не теряет своих свойств даже в случае испарения дисперсионной среды, что актуально в аварийных ситуациях и скачках температуры.

Уникальность молибденовых смазок определяется следующими факторами:

  • низкий коэффициент трения — 0,03-0,06;
  • высокое сродство к металлам, соответственно, хорошая адгезия;
  • тонкопленочная структура – до 5 мкм;
  • оптимальная прочность, предел текучести порядка 3450 МПа;
  • невысокая вязкость, что снижает энергетические потери в тех же подшипниках качения;
  • повышенная температурная стойкость – сохраняет эффективность от криогенных температур до 315 °C;
  • химическая стабильность при использовании растворителей;
  • сохранение смазочных свойств в вакууме, в отличие от графита;
  • физико-химическая устойчивость, обуславливающая антикоррозионный эффект — выдерживает взаимодействие со щелочными растворами, соляной, серной и плавиковой кислотами;
  • легирующие свойства;
  • отличные противозадирные и противоизносные свойства.

Исторические факты получения и определения эффективности

К одному из основных свойств дисульфид молибдена, известному еще с начала 16 века, относят его высокоэффективную смазывающую способность.

К настоящему времени проведены многочисленные исследования в области химической промышленности, позволившие развить и расширить применение данного соединения, а именно дисульфид молибдена, в качестве надежного материала для смазки.

Официальное открытие MoS2, а именно такое обозначение принято для данного соединения в области химии, принадлежит гражданину германии Хансу Хенле. В настоящий момент это имя известно еще и тем, что Хенле является законным основателем компании – гиганта, осуществляющей производство масел «Liqui Moly».

Если обратить внимание на название бренда, то становится очевидным, что компания получила свое название благодаря молибдену, так как если перевести наименование бренда на русский, то это означает жидкий молибден

Смазка молибденовая: применение

Учитывая многочисленные отзывы, она может применяться не только для подшипников, но и для других узлов авто. Так, ее можно использовать в качестве смазки для ШРУСов. Применяется как альтернатива графитной. Достаточно хорошо себя показала при использовании как основной смазочный материал для осей ступиц колес, наконечников и тяг, шаровых опор. Можно использовать и для смазки дверных петель и замков.

Нанесение этого средства значительно продлевает срок службы элементов механизмов транспортных средств и промышленного оборудования, а также способствует нормальной притирке новых деталей.

Смазка Hi-Gear HG5531-312

Используется как метод обработки разнообразных механизмов, которые подвержены воздействию высоких температур и ударных нагрузок. В состав препарата входит молибден тонкодисперсный и компоненты с высоким порогом стойкости к повышенным температурам и давлению. Максимальный порог давления равен 7000 атмосфер, а максимальный температурный порог – +250 градусов.

Сульфид молибденовая смазка этой марки имеет достаточно широкий спектр применения:

  • Цепи и звездочки.
  • Шарнирные соединения и механизмы.
  • Шестеренчатые механизмы открытого и закрытого типов.
  • Шкивы и тросы.
  • Валы.
  • Подшипники скольжения и качения.
  • Замки и задвижки.
  • Сцепные устройства.

Смазка обладает высокой стойкостью к агрессивным условиям. Отлично работает в условиях высокой влажности, устойчива к прямому воздействию воды. Предохраняет поверхности от образования окисей и ржавчины. Она устойчива к кислотам и солям. Параллельно используется как молибденовая смазка для ТПА в аэрозоле, так как не наносит повреждения структуре пластмассовых и резиновых изделий.

Применение

Смазки на основе дисульфида молибдена востребованы для решения ряда задач, когда обычно используемые вещества не эффективны – в условиях высоких температур, больших давлений, наличии ударных нагрузок.

Благодаря уникальным экстремальным свойствам, свое победное шествие они начали с аэрокосмической и военной областей.

Большим плюсом является и возможность их использования в вакууме, где не справляется графит.

Смазки с молибденом хороши для подшипников, как роликовых – скольжения и качения, так и для ступичных. Особенно когда присутствует значительная ударная нагрузка и медленные колебательные движения, что характерно для универсальных шарниров.

Они не рекомендуются для высокоскоростных подшипников, так как возникает опасность «заносов» из-за уменьшения трения. Опорный ролик начинает проскальзывать, на поверхности появляются потертости, что приводит к сокращению срока эксплуатации. Высокоточные подшипники качения также чувствительны к оседанию частиц молибденита в зазорах.

Для ступичных подшипников молибденовая смазка является идеальным вариантом. Ее одноразового нанесения хватает на весь срок эксплуатации ступицы – до 100 тыс. км пробега. Она предохраняет от коррозии, уменьшает силу трения и увеличивает механическую прочность. Единственным требованием служит герметичность подшипника, так как попадание влаги приводит к разложению молибденита на серную кислоту и твердые частицы его окиси, что резко увеличит износ деталей.

Молибденовая смазка хороша в различных транспортных средствах, внедорожниках, автомобилях, мотоциклах. Она обеспечивает превосходное обслуживание буксирных штифтов, зубчатых реек, шестерен, пятых колес, рулевых механизмов, шаровых шарниров – везде, где скользящие поверхности соударяются. Уменьшает трение, повышает непроницаемость для влаги, предохраняет от коррозии, предотвращает заклинивание. В результате повышается плавность хода механизмов.

Применение в автомобиле молибденовой смазки несколько неоднозначно. Не рекомендуется ее использовать в двигателях. Это связано со структурой вещества, представляющего собой взвесь нерастворимых частиц молибденита в жидкой фракции. Поэтому их попадание на детали двигателя типа поршневых колец, коленвалов и т.п. вызывает закоксовку. В результате раскаленные газы могут вырываться из камеры сгорания и смешиваться с моторным маслом, приводя к его окислению.

Также различные моющие присадки, например, из кальция или щелочных растворов, успевают химически провзаимодействовать с молибденом раньше, чем смазка образовывает защитную пленку. К тому же из-за образовавшихся в результате такой реакции крупных молекул масляный фильтр быстро забивается. Как следствие, происходит загрязнение всей системы двигателя.

Однозначно, молибденовая смазка при правильном использовании является отличным средством, которое может значительно увеличить ресурс деталей автомобиля, работающих в экстремальных условиях.

Выбор молибденовой смазки обусловлен рядом ее уникальных свойств. Она незаменима, когда требуется:

  • приработать новые детали, придать им противозадирные свойства;
  • защитить поверхности деталей в сложных и контрастных атмосферных условиях;
  • предотвратить преждевременный износ/старение металла;
  • защитить узлы трения при экстремальных механических нагрузках.

Смазка с дисульфидом молибдена производится как самостоятельное соединение и как примесь к литиевым и графитовым лубрикантам. В качестве базового элемента используется органическое или синтетическое масло, мыльный наполнитель для загустения и присадка из самого молибденита.

Наибольшее распространение получил выпуск в виде пластинчатой массы – различных мазей. Приобретают популярность смазки в виде спрея в тубах. В аэрозольном виде она покрывает поверхность тонким равномерным слоем, что увеличивает однородность смазывающей пленки и уменьшает расход материала.

Для грубых металлических поверхностей желателен большой размер частиц, они эффективно сглаживают дефекты. Для более гладких поверхностей лучше использовать наполнение из более мелких частиц, увеличивающих скольжение.

Поэтому, при подборе молибденовой смазки учитывайте, для каких целей она нужна. Только тогда ее использование станет отличным вариантом увеличения жизненного ресурса используемых деталей и механизмов!

Примечания

  1.  (недоступная ссылка). Дата обращения 17 апреля 2010.
  2. Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry (англ.). — Oxford: Oxford University Press, 1984. — ISBN 0-19-855370-6.
  3. G. L. Miessler and D. A. Tarr. Inorganic Chemistry, 3rd Ed (неопр.). — Pearson/Prentice Hall publisher, 2004. — ISBN 0-13-035471-6.
  4. Shriver, D. F.; Atkins, P. W.; Overton, T. L.; Rourke, J. P.; Weller, M. T.; Armstrong, F. A. Inorganic Chemistry (неопр.). — New York: W. H. Freeman (англ.)русск., 2006. — ISBN 0-7167-4878-9.
  5.  (недоступная ссылка).
  6.  . Norma.
  7.  . Dow Corning. (недоступная ссылка)
  8. Topsøe, H.; Clausen, B. S.; Massoth, F. E. Hydrotreating Catalysis, Science and Technology (англ.). — Berlin: Springer-Verlag, 1996.
  9.  (недоступная ссылка). Chinese Academy of Sciences.  (недоступная ссылка)
  10. . Популярная механика.

Химические свойства

Дисульфид молибдена не растворяется в воде, не реагирует с разбавленными кислотами и щелочами.

При нагревании без доступа воздуха MoS2 разлагается в несколько стадий:

MoS2→∼1100∘CMo2S3+S→∼1100∘C, vacuumMo+S{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C}}Mo_{2}S_{3}+S{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C,\ vacuum}}Mo+S}}}

При нагревании на воздухе дисульфид молибдена окисляется:

2MoS2+7O2→400−600∘C2MoO3+4SO2{\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{\xrightarrow {400-600^{\circ }C}}2MoO_{3}+4SO_{2}}}}

Перегретый пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена:

MoS2+2H2O→500∘CMoO2+2H2S{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {500^{\circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}}

Концентрированные неокисляющие кислоты разлагают MoS2 до диоксида:

MoS2+2H2SO4→  MoO2↓+2S↓+2SO2+2H2O{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {~~}}MoO_{2}\downarrow +2S\downarrow +2SO_{2}+2H_{2}O}}}

Концентрированные, горячие окисляющие кислоты окисляют MoS2 до триоксида:

MoS2+18HNO3→100∘CMoO3↓+18NO2+2H2SO4+7H2O{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+18HNO_{3}{\xrightarrow {100^{\circ }C}}MoO_{3}\downarrow +18NO_{2}+2H_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}}

Водород восстанавливает дисульфид молибдена:

MoS2+2H2→800∘CMo+2H2S{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {800^{\circ }C}}Mo+2H_{2}S}}}

При хлорировании дисульфида молибдена при повышенных температурах получается пентахлорид молибдена[источник не указан 3056 дней]:

2MoS2+7Cl2→t2MoCl5+2S2Cl2{\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7Cl_{2}{\xrightarrow {t}}2MoCl_{5}+2S_{2}Cl_{2}}}}

Дисульфид молибдена реагирует с литием с образованием интеркаляционных соединений:

MoS2+xLi→   LixMoS2{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+{\mathit {x}}Li{\xrightarrow {~~~}}Li_{\mathit {x}}MoS_{2}}}}

При реакции с n-бутиллитием получается соединение с формулой LiMoS2.

При сплавлении с сульфидами щелочных металлов образует тиосоли:

MoS2+Na2S→ t Na2MoS3{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+Na_{2}S{\xrightarrow {~t~}}Na_{2}MoS_{3}}}}

Получение

В природе дисульфид молибдена встречается в виде минерала — молибденита. Известна также природная аморфная форма — йордизит (англ. jordisite), которая встречается значительно реже. Руды молибденита всегда содержат большое количество примесей, поэтому их обогащают с помощью флотации, получая в конце процесса относительно чистый MoS2 — основной исходный продукт для дальнейшего получения молибдена .

В лабораторной практике дисульфид молибдена может быть получен непосредственно из элементов:

Mo+2S→600−700∘CMoS2{\displaystyle {\mathsf {Mo+2S{\xrightarrow {600-700^{\circ }C}}MoS_{2}}}}

Взаимодействием молибдена или его диоксида с сероводородом:

Mo+2H2S→>800∘CMoS2+2H2{\displaystyle {\mathsf {Mo+2H_{2}S{\xrightarrow {>800^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}}}}
MoO2+2H2S→400∘CMoS2+2H2O{\displaystyle {\mathsf {MoO_{2}+2H_{2}S{\xrightarrow {400^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}O}}}

Использование в качестве смазки

MoS2 с размером частиц в диапазоне 1—100 мкм является сухим смазывающим веществом. Существуют немного альтернатив (в их числе — Дисульфид вольфрама), которые могут иметь высокие смазочные и стабильные свойства вплоть до температур в 350 °C в окислительных средах, а также в вакууме. Испытания MoS2 с использованием трибометра при низких нагрузках (0,1—2 Н) дают значение коэффициента трения меньше 0,1.

Дисульфид молибдена часто является компонентом смесей и композиционных материалов с низким коэффициентом трения. Такие материалы используются в критически важных компонентах, например, в авиационных двигателях. При добавлении к пластмассе MoS2 формирует композиционный материал с улучшенной прочностью и с уменьшением трения. В качестве полимеров, к которым добавляют MoS2, используются нейлон, тефлон и веспел (англ. vespel). Были разработаны самосмазывающиеся композиционные покрытия для высокотемпературных конструкций, состоящие из дисульфида молибдена и нитрида титана при помощи CVD-технологии.

Специфическое использование

MoS2 часто используется как смазка в двухтактных двигателях, например, в двигателях мотоциклов. Он также используется в шарнирах равных угловых скоростей и в карданном вале.

Со времени войны во Вьетнаме дисульфид молибдена использовался для смазки оружия.
Покрытия ствола такой смазкой увеличивает точность стрельбы. В настоящее время дисульфидом покрываются непосредственно пули.

MoS2 применяется в турбомолекулярных насосах, использующихся при получении сверхвысокого вакуума со значением давления до 10−9 торр (при −226 до 399 °C).

Смазка из MoS2 применяется при дорновании для предотвращения образования наростов на обрабатываемой поверхности .

Сульфид молибдена (IV) применяется при производстве керамических изделий, так как при добавлении к глинам способен придавать ей синий или красный цвет (в зависимости от процентного содержания) при обжиге.

Немного истории

Отличные смазочные свойства молибдена были известны еще в 16-ом веке, однако применять его в различных смазках стали только в середине 20-го века. Первым до этого додумался немецкий изобретатель Ганс Хенле, более известный, как основатель компании Liqui Moly, которая и сейчас занимает лидирующие позиции в производстве различных смазок.

Изначально молибденовые смазки применялись исключительно в военной и космической промышленности. Несмотря на примитивные, по нынешним меркам, технологии изготовления, свои задачи смазки выполняли вполне успешно. С годами технологии совершенствовались, а сферы применения молибденовых смазок расширялись – сейчас они задействованы уже в сельхозтехнике, строительном оборудовании, тяжелой промышленности, в авиации и кораблестроении.

Ранние версии молибденовых смазок имели несколько сомнительный эффект – с одной стороны, они существенно снижали трение, с другой – ускоряли износ движущихся деталей. Происходило это из-за того, что тогда не было технологий качественной очистки молибдена, и в его составе оставался кварцит, являющийся отличным абразивом.

В 40-х годах прошлого века химики научились очищать молибден от различных примесей, этот момент можно считать началом развития молибденовых смазок.

Дисульфид молибдена, применяющийся в смазках, обладает рядом уникальных качеств:

  • Высокая адгезия к металлам;
  • Нанесенная на металл смазка очень плохо поддается смыванию и держится на металле очень прочно;
  • Высокие смазывающие характеристики;
  • Коэффициент трения достигает 0,03 – 0,06, это очень хороший показатель;
  • Работоспособность в условиях полного вакуума. Смазки в полной мере сохраняют свои рабочие качества даже в таких условиях;
  • Тонкий рабочий слой. Толщина слоя может составлять всего 5 мКм, и при этом сохранять все свои рабочие качества;
  • Устойчивость к кислотам и щелочам;
  • Справедливости ради стоит заметить, что контакт с водой молибденовые смазки переносят не столь хорошо. Происходит это из-за содержащейся в составе смазки серы, которая вступает в реакцию с водой;
  • Температурная устойчивость. Молибденовые смазки сохраняют свои рабочие качества до температуры 400ºC. Окисляться на воздухе они начинают лишь при 315ºC, а при отсутствии кислорода – при 1100ºC. В основном, именно из-за этого свойства смазки успешно применяются в космической промышленности.

Молекулярная структура дисульфида молибдена хорошо подходит для снижения трения, имея в составе две молекулы серы на одну молекулу молибдена. При этом связанные молекулы серы оседают на поверхности, а свободные остаются на поверхности. Молекулы молибдена располагаются между этими двумя слоями, образуя защитную пленку. Фактически металлические детали не соприкасаются друг с другом, между собой соприкасаются их защитные покрытия; это приводит к значительному снижению коэффициента трения.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации