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二硫化鉬的（介紹，結(jié)構(gòu)，歷史與用途）
Release Time：2021-05-14二硫化鉬的介紹
二硫化鉬（MoS2）是天然存在于礦物輝鉬礦中的無(wú)機(jī)化合物。它的晶體具有類似于石墨的六邊形分層結(jié)構(gòu)。像大多數(shù)礦物鹽一樣，二硫化鉬具有較高的熔點(diǎn)，但在相對(duì)較低的450℃處開(kāi)始升華。該性質(zhì)對(duì)于純化化合物是有用的。由于其分層結(jié)構(gòu)，六角形的二硫化鉬就像石墨一樣，是一種出色的“干”潤(rùn)滑劑。它及其表弟二硫化鎢可以用作機(jī)械零件（例如，航空航天業(yè)），二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（用于摩托車的類型）和槍管中的表面涂層（以減少子彈與彈藥之間的摩擦）。
與石墨不同，二硫化鉬的潤(rùn)滑性能不依賴于吸附的水或其他蒸氣。在氧化環(huán)境中，它可以在高達(dá)350ºC的溫度下使用，而在非氧化環(huán)境中，則可以在高達(dá)1100ºC的溫度下使用。它的穩(wěn)定性使其在油脂不實(shí)用的高溫應(yīng)用中很有用。二硫化鉬除了具有潤(rùn)滑性外，還是一種半導(dǎo)體。還已知當(dāng)摻雜有靜電場(chǎng)時(shí)，它和其他半導(dǎo)體過(guò)渡金屬硫族化物在其表面成為超導(dǎo)體。
二硫化鉬的結(jié)構(gòu)
二硫化鉬的歷史與用途
二硫化鉬是一種化學(xué)符號(hào)為MoS 2的黑色結(jié)晶化合物，作為礦物輝鉬礦出現(xiàn)，這是從中提取鉬金屬的主要礦石。由于其低摩擦性能（類似于石墨），高承重能力以及相對(duì)不活潑，不受稀酸和氧氣影響的事實(shí)，常被用作固體潤(rùn)滑劑。在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中最有用的是，它具有良好的熱穩(wěn)定性，在氧化環(huán)境中高達(dá)350-400℃。
二硫化鉬最早是在250多年前發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)約翰·亞歷山大·克萊默（Johann Alexander Cramer）在1744年發(fā)現(xiàn)了一種未知礦石的潤(rùn)滑特性。礦石類似于鉛，方鉛礦和石墨，這些物質(zhì)都用希臘語(yǔ)單詞“鉬”（molybdos）標(biāo)記，意為鉛。1778年，瑞典科學(xué)家卡爾·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）將鉬礦加熱為白色氧化物粉末，從而將其確定為獨(dú)特金屬元素的硫化物。在他的建議下，另一位瑞典科學(xué)家彼得·雅各布·赫爾姆（Peter Jacob Hjelm）在1782年成功地分離了這種金屬，并將其命名為鉬。該材料的第一個(gè)用途是用作鋼鐵生產(chǎn)中的增強(qiáng)劑，至今仍在使用，但直到1935年才因其潤(rùn)滑性能而被使用。德國(guó)工程師阿爾弗雷德·桑塔格（Alfred Sonntag）設(shè)計(jì)了一臺(tái)大型飛機(jī)來(lái)模擬飛機(jī)的振動(dòng)，但由于運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦而失敗。他嘗試了許多潤(rùn)滑劑來(lái)解決該問(wèn)題，但沒(méi)有一種潤(rùn)滑劑具有足夠的承重能力才能有效發(fā)揮作用。但是，他遇到了18世紀(jì)的文字，其中提到了輝鉬礦的潤(rùn)滑性能，并在將其用作潤(rùn)滑劑時(shí)發(fā)現(xiàn)它非常有效。在發(fā)現(xiàn)之后，Sonntag開(kāi)發(fā)了一種將含有痕量石英的輝鉬礦提純?yōu)楝F(xiàn)在使用的粉末狀潤(rùn)滑劑的方法。
二硫化鉬呈微觀六角形血小板的形式，每個(gè)血小板由幾個(gè)分子組成。這些血小板被吸引到金屬表面，當(dāng)與金屬零件之間的滑動(dòng)力結(jié)合時(shí)，會(huì)導(dǎo)致熱化學(xué)反應(yīng)，從而在所討論的零件上形成MoS2保護(hù)涂層。這種涂層可以承受約500,000 Pa的壓力，因此，二硫化鉬成為在邊界潤(rùn)滑問(wèn)題存在的組件（例如，凸輪軸和挺桿之間的界面）上使用的一種有吸引力的選擇。
盡管二硫化鉬作為干膜潤(rùn)滑劑的應(yīng)用已在20世紀(jì)中葉確立，但在石油中有效地使用二硫化鉬卻需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到完美。問(wèn)題在于顆粒不會(huì)留在油中懸浮，導(dǎo)致顆粒形成淤泥，從而阻塞油通道（同時(shí)也不利于潤(rùn)滑材料的潤(rùn)滑）。但是，一旦找到防止這種情況的方法，二硫化鉬被證明是一種高效的抗磨添加劑。例如，2012年在伊利諾伊州阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的測(cè)試，顯示添加二硫化鉬在重型工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)上，尺寸為50 nm的納米顆粒（相對(duì)于聚α-烯烴基礎(chǔ)油）顯示出活塞裙和氣缸套之間的摩擦力顯著降低。在邊界潤(rùn)滑更為常見(jiàn)的變速箱油中，也可以實(shí)現(xiàn)這些相同的好處。但是，與任何技術(shù)一樣，使用二硫化鉬作為油添加劑并不是萬(wàn)靈丹。例如，它僅在邊界潤(rùn)滑條件下起減摩劑的作用；在流體動(dòng)力學(xué)和全膜狀態(tài)下，顆粒沒(méi)有發(fā)揮作用，一些研究甚至表明它們實(shí)際上可以稍微增加摩擦。但是，只要認(rèn)識(shí)到它的局限性，正確使用它就會(huì)有很大的好處。
