Дисульфид молибдена для чего используется
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.
Дисульфид молибдена
Дисульфид молибдена – это по сути обычная противоизносная присадка, широко применяемая в технических отраслях современной промышленности и производства.
Предназначения химического соединения
Наиболее известные механизмы, нуждающиеся в дополнительном воздействии подобных химических смазок, представлены автомобильными моторами, функционированию которых зачастую свойственны достаточно экстремальные условия.
Специализированные суспензии на основе дисульфида молибдена, включенные в состав смазок, обволакивают части механизмов, находящиеся в непосредственном взаимодействии друг с другом, тончайшим слоем смягчающей пленки с противофрикционным действием. Это позволило создать целый ряд актуальных антифрикционных присадок с дисульфидом молибдена.
Использование подобных масел с дисульфидом молибденом позволяет избежать нежелательных контактов механизмов и шероховатых поверхностей рельефа. Вследствие чего процессы соприкосновения осуществляются по зачищающим оболочкам. Моторное масло с дисульфидом молибдена гарантирует:
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.
Особенности соединения MoS2
Давно установлен тот факт, что дисульфид молибдена достаточно схож с графитом, что проявляется в наличии его гексагонального строения.
Стоит отметить, что величина расстояния между атомами в максимально близком расположении в решетке равна:
Температурный режим, способствующий началу процесса окисления MoS*, соответствует уровню в 350 °С. Но стоит учитывать, что находясь в условиях вакуума дисульфид молибдена способен выдерживать повышение температуры вплоть до 1000 °С.
Краткое описание MoS2
Получение природного дисульфид молибдена происходит по ходу обработки молибденового блеска, образующегося в период добычи медной руды.
MoS2 характеризуется следующими признаками:
Дисульфид молибдена также успешно применяется и в качестве дополнительной добавки в состав технических смазок, причем как пластичных, так и жидких категорий.
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:
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:
Необходимость использования в автоматических механизмах
Ведущие позиции по производству и поставкам подобных присадок, как и несколько лет назад, принадлежат уже упоминавшийся выше компании «Liqui Mоlу». Одним из востребованных продуктов компании является, например, LIQUI MОLY 3520, представляющая собой смазку шрус с дисульфидом молибдена, реализуемую под маркой LM 47 Lаngzеitfеtt + MоS2.
Уже давно исследовано и доказано, что подобная техническая смазка, в состав которой в достаточном количестве включен дисульфид молибден, обладает высокой результативностью при обработке подшипниковых механизмов и шрусов.
В современных методиках технического обслуживания механизмов и автоматизированных систем широкое распространение получила группа литиевых смазок универсального назначения, в которых диспергированный дисульфид молибдена содержится в величине, равной 3%, а размер частиц определен в пределах от 0, 65 до 0, 75 µm.
Несмотря на свои отличные показатели устойчивости к воде и сырости, предупреждению и защите от окислительных явлений, коррозийных образований, защите от износа, смазки с дисульфид молибденом достаточно приемлемы по цене. Стоимость, к примеру, той же смазки «Liqui Moly» составит от 250 до 550 рублей за тубу объемом в 250 мл в зависимости от конкретной марки и предназначения присадки.
Смазка с молибденом – характеристики и правила применения
Продление безотказной работы узлов и механизмов неразрывно связано с применением качественных смазывающих материалов. Вместе с традиционными маслами и смазками для уменьшения трения в деталях применяются специальные составы включающие в себя присадки и материалы, способствующие восстановлению поверхностей деталей. Одной из таких востребованных высокотехнологичных композиций выступает молибденовая смазка, основным компонентом которой является дисульфид молибдена.
Состав и свойства
Основой наполнения смазки выступает дисульфид молибдена – порошкообразное вещество насыщенного серого цвета с голубым отливом или чисто черного цвета. Использование молибдена для смазки трущихся деталей было открыто еще в Средние века, во всяком случае в работах алхимиков того времени часто вспоминается молибден как вещество «успокаивающее трение». А вот промышленное применение молибден нашел только в первой трети 20 века.
Как и все технические открытия того времени однозначного ответа для чего применяется смазка с молибденом не дал, но зато открыл возможность дальнейшего исследования вещества. В 1935 году Альфред Соннтаг инженер-авиастроитель использовал смазку в установке для моделирования нагрузок, которые воздействуют на планер самолета. Результаты эксперимента были неоднозначными – с одной стороны, оборудование стало работать существенно лучше, уменьшилось трение, из-за чего уменьшилась и общая вибрация. С другой стороны, многие детали начали быстрее изнашиваться, поскольку в консистенции смазки было большое количество абразивов, вследствие чего начала проявляться ощутимая выработка в деталях. Такое положение дел подтолкнуло исследователей искать пути и способы получения материала, содержащего чистый дисульфид молибдена, без абразивных примесей.
К 1940 году был найден способ получения очищенной молибденовой руды от примесей горных пород, повышающих абразивные свойства смазки. С этого момента молибден стал постоянно применяться как самостоятельный вид наполнителя для смазок и присадок моторных масел.
Основными свойствами дисульфида молибдена, используемые в качестве наполнителя смазок выступают:
Назначение и сфера применения
Уникальные свойства смазки с дисульфидом молибдена нашли свое применение в тех случаях, когда другие виды смазочных материалов применить физически невозможно. Наиболее правильно применение показано при:
В автомобилях она применяется в подшипниках качения, в ступичных узлах, в ШРУСах.
Вместе с тем, молибденовые консистенции не рекомендуется использовать для смазки высокоскоростных соединений и узлов. Вязкость смазки существенно повышает вероятность заносов. Так в высокоскоростных подшипниках, применение смазки противопоказано из-за высокого риска проскальзывания опорных роликов. В то же время в подшипниках поворотных механизмов строительной техники он отлично справляется с заданиями в условиях повышенных нагрузок. Не рекомендуется использовать и в высокоточных механизмах, где лучше для наполнения подойдет литиевая смазка. Хотя молибден отлично заполняет погрешности поверхности металла, для высокоточных подшипников это может завершиться заклиниванием роликов.
Оптимальным вариантом использования молибденовой смазки выступает ступичный узел автомобилей. Сегодня эти узлы смазываются всего один раз на 100 000 км, что фактически равно сроку их эксплуатации. В этом ответственном узле она снижает износ, уменьшает трение и обеспечивает сохранность поверхности металла.
Единственным узким местом применения дисульфида молибдена выступает необходимость установки защитного экрана, обеспечивающего герметичность узла от попадания влаги. Эта ситуация связана с тем, что при попадании в смазку влаги начинается химическая реакция, в ходе которой, смазка разлагается образуя серную кислоту и абразивные нерастворимые частицы окиси минерала. Попадание влаги в ступичный подшипник приведет сначала к выработке металла, а в дальнейшем к полному его разрушению.
Кроме того молибденовая композиция широко используется в таких случаях:
Виды смазок с молибденом
В технике сегодня используется три основных вида смазок, использующих дисульфид молибдена:
Каждый из этих видов применяется как для узконаправленных задач, так и для задач широкого назначения. Как и по назначению они различаются и по форме выпуска – в виде спрея в баллонах, в жидкостном виде и в виде порошка.
Пластичная смазка с дисульфидом молибдена
Пластичные смазки
Используемый в виде пластичных смазок дисульфид молибдена обладает широким спектром применения в технике. Пластичные массы больше эффективны для условий больших нагрузок, в самом широком спектре температур. Применение пластичных консистенций с разным процентом наполнения дисульфида молибдена эффективно для восстановления трущихся поверхностей, сглаживания заусениц и задиров, для снижения коэффициента трения в агрегатах.
Основой для пластичных композиций могут выступать синтетические и минеральные масла и смазки. Для получения вязкой консистенции обычно используется загуститель. Самым известным среди смазок является основа из литиевого основания. Литиевое мыло имеет отличные характеристики, удовлетворяющие высоким требованиям технических условий. Литиевые основания для смазок на сегодняшний день являются наиболее востребованными и распространенными среди веществ, используемых для приготовления смазки.
Присадка с дисульфидом молибдена
Присадки
Присадочные составы используются в моторных маслах для повышения качественных характеристик двигателей внутреннего сгорания. Присадки используются для уменьшения износа между трущимися поверхностями двигателя, они уменьшают износ деталей и одновременно взаимодействуют с серой, входящей в состав многих моторных масел. Получаемое вещество активно оседает на металлические поверхности, образуя надежный минеральный защитный слой. Оксидная пленка с минеральным наполнением образует несмываемый слой на металлической поверхности, создавая дополнительный защитный слой металла.
Покрытия
Покрытия используются в качестве наносимого несмываемого защитного слоя на детали и поверхности. Сегодня используются два основные вида материала – порошок и состав краскоподобной консистенции. Сухой порошок включает в себя очищенный от сторонних примесей дисульфид молибдена разной фракции. Чаще всего используется чистый дисульфид молибдена с чистотой помола вещества в 10-1,25 мкм. Краскоподобный вид молибденового состава представляет собой консистентные материалы дисульфида и различных растворителей и наполнителей.
С точки зрения применения покрытия и смазок имеются существенные различия – покрытия предназначены для нанесения на деталь на весь срок эксплуатации, в то время как смазка может быть со временем заменена на новую. Основная задача покрытия не допустить попадания на защищаемую поверхность абразивов и коррозирующих частиц и веществ.
Покрытие с дисульфидом молибдена
Инструкция по применению
Перед нанесением смазки на детали они очищаются от всех загрязнений и смазочных веществ, применяемых в предыдущих циклах. В зависимости от назначения узла набивка смазкой проводится в подшипниках на ½ или 1/3 для средне скоростных передач и полностью для подшипников медленного движения.
После наполнения подшипники и узлы закрываются и герметизируются. Перед запуском агрегата рекомендуется прокрутка вхолостую, для равномерного распределения смазки.
Использовать рекомендуется смазку в соответствии с требуемым индексом вязкости и плотности. Важно использовать рекомендованный производителем размер фракции дисульфида молибдена.
Использование дисульфид молибдена в автомобильной индустрии
Приобрести долгожданный автомобиль это хорошо. Но куда важнее знать, чем его заправлять, где покупать качественные трансмиссионные и охлаждающие жидкости. От того, что владелец будет лить вовнутрь, зависит срок безаварийной эксплуатации транспортного средства. Многие маркировки, нанесённые на канистры, нам не известны. Таким образом, можно заливать моторное масло, которое вообще не подходит по своим химическим свойствам, молекулярному составу. Непреднамеренно, мы наносим прямой вред своему автомобилю. Несоответствие компонентов в жидкости с деталями агрегата приводит к частому заклиниванию, свёртыванию смазки. Вскоре, следует ожидать капитальный ремонт. Тот, кто сталкивался, знает, что это влечёт незапланированные денежные растраты, потерю времени. Прежде чем покупать, автовладелец должен тщательно разобраться в инструкции, прочесть состав «ингредиентов», показатель совместимости. Указанное выше, возможно только при наличии определённых теоретических познаний в области автомеханики. Прежде чем перейти к рассмотрению темы статьи, ознакомимся с понятием молибдена.
Относится к разряду химических элементов. В периодической таблице обозначен под №42, символ «Mo» (Molybdenum). Ковкий металл, серебристого цвета был открыт в 1778 году выдающимся химиком из Швеции Карлом Шееле. Спустя 10 лет были найдены оксиды (MoS2), которые активно применяются в нефтяной отрасли, по сей день. До конца 18 века человечество не могло отличать графит от «Мо» в виду их сходства. Было одно название – графит. Теперь, когда мы немного знаем предысторию, можно смело начинать изучение.
Добыча и обработка ↑
Добывают химический элемент открытым и подземным способом. Обработка руды состоит из обогащения, измельчения, вспенивание кислородом для получения максимального показателя насыщенности. Большинство пустотелых пород поднимаются, а богатые оседают на дно. В случае с «Mo» всё с точностью наоборот. Для удаления металлических примесей используют стандартное кислотное выщелачивание. На данном этапе степень обогащения составляет более 93%. Размеры частиц составляют микроны, субмикроны.
Оксид Mo ↑
Химическая формула выглядит так: MoS 2. Один атом «Mo» плюс два атома серы равно одна часть (молекула) соединения. Внешне вещество имеет светло чёрный цвет. Руда «Mo» является основным веществом при производстве оксида «Мо».
Где используют оксид «Mo»? ↑
Немного о «плёнке» ↑
В местах нанесения смазки, дисульфид молибдена, при воздействии температуры и давления, моментально превращается в твёрдое химическое состояние. Это и называется молибденовая плёнка. Под микроскопом структура выглядит из множества слоёв атомов. По принципу сера-Мо-сера. Прочность пласта настолько велика, что с лёгкостью способна выдерживать давление в 500 тыс. PSI. При конвертации это составит 36 000 кг/см2. Впечатляющие показатели. Пласты равномерно наполняют, выравнивают ямы, задиры, трещины в металлических поверхностях. Средняя толщина слоя составляет не более 1,3 мкм. При достаточном количестве оксида в масле, устойчивость плёнки систематически поддерживается. Двигателю не страшен износ, холодный старт, экстремальные нагрузки.
Реакция и взаимодействие ↑
Дисульфид молибдена не вступает в химические реакции с кислотами, кроме царской водки. Влага, конденсат, вода не влияют на работоспособность компонента. В некоторых случаях наблюдается появление побочного эффекта в виде триоксида МоO3. Негативных последствий не обнаружено, хотя элемент до конца не изучен. Одно можно сказать точно, что элемент не нарастает на поверхности металла, не образует инородных тел, соединений.
Проведённый ряд токсикологических исследований ведущими химиками-технологами подтвердил умеренную токсичность соединения. Для человеческого организма не представляет угрозы. В случае попадания на кожу, необходимо промыть обильным количеством холодной воды. Раздражение слизистой оболочки – минимальное. «Мо» и его соединения активно употребляются человеком в качестве витаминов и минералов. Применение не по назначению, может привести к пищевому отравлению, госпитализации, стационарному лечению. Не забыла «матушка-природа» о флоре и фауне, которыми минерал активно употребляется для роста.
Присадка в двигатель машины ↑
Настало время поговорить о воздействии на силовой агрегат транспортного средства. Бытуют различные мнения автомобилистов: положительные, отрицательные, в меньшей степени, нейтральные. Как и полагается, хорошего всегда больше:
Не без ложки дёгтя: ↑
Триботехнический состав ↑
Несмотря на сложное название, понять состав просто. Производители активно заявляют, что их продукт не является присадкой. Работа смеси построена по принципу: трение-смазка. Химическая основа схожа с «Мо». Защитный слой на молекулярном уровне снижает трение, защищает детали от изнашиваемости. Жидкость добавляют в масло перед заливкой. Независимые специалисты утверждают, что это хорошо продуманный маркетинговый ход со стороны производителей. Основная цель – создать ряд положительных качеств покупателю с последующим его склонением к покупке.
Интересный факт: во времена второй мировой войны, инженеры смазывали немецкую технику минералом. Обязательным было добавление в двигатель. В случае механического повреждения силового агрегата, утечки масла, последний мог передвигаться до 20 км. без смазывающей жидкости. Это значит, что экипаж танка останется живым и сможет добраться до безопасной зоны высадки. Аналогичная ситуация происходила во Вьетнаме с американскими вертолётами.
Органическая присадка ↑
Ведущие производители смазывающих жидкостей для автоиндустрии всё чаще используют технологию органического «Мо». Присадка полностью растворяется в смазке, выполняет те же защитные функции. Отличие в том, что «органика» без обработки не способна выдерживать высокотемпературные нагрузки. Соответственно слой плёнки будет образован тоньше. Использование новинки предназначено для легковых типов транспорта, не испытывающих перегрузок, экстренных скоростных оборотов. Внешнее отличие – цветовая гамма зеленоватого оттенка.
Порядок заливки ↑
Заливать дисульфид молибдена в мотор следует совместно с новым маслом, заменой фильтрующего элемента. В противном случае, положительного эффекта ноль. Присадки расфасовываются в полимерные тюбики различных ёмкостей. Для каждого объёма мотора необходимо своё количество «Мо». Рассчитать дозу можно с помощью специального калькулятора в сети интернет или же воспользоваться буклетом — таблицей в специализированном автомагазине.
Сроки замены. Замена – такого понятия вообще не существует. Сливается старое масло, заливается новое, а вместе с ним дисульфид молибдена.
«Быть или не быть…» ↑
В завершение следует отметить, что дисульфид молибдена полезен и необходим для любых видов транспортных средств. Исключение может составлять только высоко оборотистые двигателя для гоночных спорткаров. Действительно, как было упомянуто выше, дисульфид молибдена не «любит» скоростные режимы. Применение в соответствии с рекомендациями, продлит жизнь вашему автомобилю на долгие годы. Категорически не следует заливать присадку в новый ДВС автомобиля с салона. Только в таком случае вы можете наносить прямой урон машине уже с первых минут езды. Обосновывается тем, что не обкатанные узлы нагреваются, стирают металл, сбрасывают стружку. Присутствующий «Мо» будет стараться восстановить всё назад, создавая препятствие. На фоне этого вероятность заклинивание высока.
Обязательно приобретайте продукцию в сертифицированных торговых точках. Требуйте предоставления сертификата качества на товар. Сверяйте маркировки на автомобильных присадках. Неуклонно соблюдайте дозировку, чтобы не нанести вред вашему любимцу. Не забываем, что статья носит рекомендательный характер. Прислушиваться или нет, решать вам сугубо индивидуально. Но теоретические навыки у вас должны быть. Успехов вам.