Dwusiarczek molibdenu, siarczek molibdenu

Molibden został odkryty jako materiał przemysłowy dopiero w drugiej połowie 18 wieku, i nie występuje w przyrodzie w postaci metalicznej. Mimo to, jego postać mineralna - molibdenit - był używany w czasach starożytnych (14-to-wieczny japoński miecz  zawierał molibden), ale był nie do odróżnienia od innych podobnych materiałów, takich jak ołów,  i grafit. , MoS 2 występuje naturalnie w postaci cienkich stałych żył w granicie. Jest on wydobywany i wysoko rafinowany w celu osiągnięcia czystości odpowiedniej dla smarów. Molibden został po raz pierwszy zidentyfikowany w 1778 roku przez szwedzkiego naukowca, Carl Wilhelm Scheele. Wkrótce potem, w 1782 r. Peter Jacob Hjelm  wyizolował  ciemny proszek metaliczny, który nazwał "molibden". W 1891 roku francuska firma Schneider i spółka po raz pierwszy użyła molibdenu jako pierwiastka  do  produkcji płyt pancernych. Szybko zauważono, że molibden jest skutecznym zamiennikiem  wolframu w licznych zastosowaniach stali stopowych. Dwusiarczek molibdenu, zwany również : MoS 2, molibdenu (IV) siarkowodór, siarczek molibdenu, CAS 1317-33-5, Molibden, UN: 1950 , MoS2 ,MoS 2,EINECS 215-263-9 ,RTECS nr: QA4697000, czarny siarczek , CBNumber: CB6238843, MIL-M- 7866,moly, jest materiałem o strukturze lamelowej. W sposób naturalny wydobywa się go jako kopalinę. Dwusiarczek molibdenu to nieorganiczny związek z MoS 2. Ten czarny krystaliczny siarczek molibdenu występuje jako molibdenit mineralny.

Jest to głównie ruda, z której molibden jest pobierany. Jakość  dwusiarczku molibdenu zależy od źródła wydobycia . Większość materiału stosowanego jako środek smarny w USA  jest wydobywany na Henderson & Climax kopalni w Kolorado oraz  w Australii i Kanadzie (Otter Lake, Ontario ). Produkt tam wydobywany  jest bardzo wysokiej jakości i jest łatwo dostępny. Wielkość cząstek wpływa znacząco na przenoszone obciążenia. MoS 2 utlenia się bardzo powoli w atmosferze do 600 ° C.  Dwusiarczek molibdenu MoS 2  podobnie jak grafit, ma niski współczynnik tarcia, ale w przeciwieństwie do grafitu, nie ulega absorpcji w oparach wody lub wilgoci. W rzeczywistości, adsorbowana  wilgoć  może rzeczywiście doprowadzić do  nieznacznego, wzrostu tarcia. MoS 2 również ma większą nośność od innych środków o charakterze smarnym. Stabilność termiczna w środowiskach utleniających wynosi 1100° C = 2012° F), ale w powietrzu można ją zmniejszyć do zakresu od 35° C  do 400° C (662 do 752° F). Zastosowanie dwusiarczku molibdenu na otwartym powietrzu w podwyższonej temperaturze jest  w zasadzie ograniczone do 700 ° F (371 ° C). Wyższe temperatury powodują utlenianie MoS 2 do trójtlenku molibdenu Moo 3 i dwutlenek siarki SO 2. Chociaż molibden jest czasem zaliczany do metali ciężkich jego właściwości są bardzo odmienne od typowych metali ciężkich, rtęć, tal  i ołów. Jest on znacznie mniej toksyczny od tych  metali. Jego niska toksyczność sprawia, że  molibden staje się atrakcyjnym substytutem bardziej toksycznych materiałów.

Właściwości dwusiarczku molibdenu
Dwusiarczek molibdenu jest nierozpuszczalnym w wodzie ciemnoszarym do czarnego proszkiem (kolor w zależności od jego rozmiaru cząsteczek). Najważniejsze, podstawowe właściwości fizyczne są wymienione w poniższej.
*Struktura kryształu                                                                   sześciokątna
* Kolor                                                                            niebieski szary czarny
*Wygląd                                                                           Krystaliczne ciało stałe
* Masa cząsteczkowa  /molowa                                                     160,08 g / mol
*Struktura krystaliczna:                         Sześciokątna-warstwowa, romboedryczna
* Przewodnictwo elektryczne                                                   Niska, ale zmienna
* Smarowanie próżniowa                                                               Doskonałe
*Stabilność chemiczna:                              Obojętne z wyjątkiem silnych utleniaczy
* Stabilność promieniowanie                                                         Dobra
*Gęstość (g/cm3)                                                                             5,06
* Właściwości magnetyczne                                                          Diamagnetyczny
* Dysocjacja       (° C)                         Temp. 1370 ° C (nieutleniające środowisko)
* Temperatura topnienia (° C)                                        1700 ° C (pod ciśnieniem)
* Temperatura sublimacji  (° C)                                     1050 ° C w wysokiej próżni

*Gęstość przy 20'C g/ml                                                                4,8
*Twardość:                                                                              1-1,5 Mohsa Wagi 
*Współczynnik tarcia:                                                                    0.03-0.06
*MoS2 Zawartość,% (w przeliczeniu średnio):                             98
*Substancje nierozpuszczalne,% średnio                                       0,50
*Żelazo,% w produkcie wyjściowym                                            0,30
*Trójtlenku molibdenu,%:                                                             0,05
*Woda,% nax.                                                                               0,02
*Oleje,%: max.                                                                              0,05
*Węgiel,%:msx                                                                             1,90

*Salt Spray Odporność (ASTM B117)                                           500 godz.
*Grubość                                                                                    0,001 "- 0,003"
*Trwałość (ASTM 2625)                                                                250 min.

Dwusiarczek molibdenu występuje w dwóch postaciach krystalicznych, sześciokątnych i romboedrycznych . Sześciokątny forma jest zdecydowanie najbardziej popularna i jest jedynym rodzajem w komercyjnym wydobywaniu  rud. Romboedryczna  forma była  był pierwsza  podczas identyfikowania  materiału syntetycznego. Sześciokątna forma charakteryzuje MoS 2 w  warstwy, w której atomy Mo mają trójkątny  pryzmatyczny wygląd i  koordynują  z sześcioma atomami  siarki, z dwóch cząsteczek na komórkę elementarną. Struktura składa się z "kanapki", w którym jedna płaska sześciokątna warstwy atomów molibdenu przeplata się pomiędzy dwiema warstwami atomów siarki.
Dwusiarczek molibdenu jest klasyfikowany jest  jako przejściowy metal dichalcogenide (TMD), który obejmuje disiarczki,i diselenides i ditellurides o Ti, Zr, HF, V, Nb, Ta, Cr, Mo i W.
Związki te występują w różnych postaciach krystalicznych ale tylko Mo i W tworzą związki  MoS 2  w sześciokątną strukturę krystaliczną typu 4 .
Stąd doskonałe właściwości smarujące MoS 2 przypisane do dużego rozstawu (i słabe wiązanie van der Waalsa) między S-Mo-S w formie warstw kanapek. Różnice w smarowaniu  wśród TMD -ych związkach są przypisane do rozkładu elektronów na składowe atomy. W MoS 2  , znajduje się sześć elektronów, które mogą całkowicie wypełnić zespół, który fizycznie ogranicza elektrony w strukturze krystalicznej 5 . To stwarza netto ładunek dodatni na powierzchni S-Mo-S w warstwie kanapek, która promuje łatwość  ścinania przez elektrostatyczne odpychanie. Dlatego, uzyskane powszechnie, niskie tarcie  obserwowane przy stosowaniu MoS22 .można wytłumaczyć po części dużym odstępem między S-Mo-S warstw, i częściowo do korzystnego rozkładu elektronów na składowych atomów.
Wewnętrzna właściwość łatwego ścinania występuje na styku cząsteczek siarki Interakcja między warstwami daje efekt zbliżony do tego, co człowiek może doświadczyć, jeśli stara się chodzić  po podłodze całkowicie pokrytej nowymi kartami do gry. Każda karta  do gry przesuwa się łatwo w odniesieniu do każdej warstwy.
Korzystanie z MoS 2 jest najbardziej przydatne w systemie smarowania granicznego gdzie kontakt z częścią metalową  istnieje, w przeciwieństwie do reżimu hydrodynamicznego gdzie wystarczająco grubowarstwowy płyn  istnieje, aby uniemożliwić kontakt chropowatość i gdzie praktycznie nie ma zużycie miejscowego. Czynniki, które przyczyniają się do istnienia smarowania granicznego obejmują wysokie temperatury, niskie przesuwne prędkości, stop / start  lub oscylacyjny ruch i obciążenie prądem. Generalnie dwusiarczek molibdenu w naturalnie występującej postaci heksagonalnej jest chemicznie bardzo obojętny. Jest nierozpuszczalny w tłuszczach i wodzie. Dwusiarczek molibdenu jest nieaktywny z kwasami, jednak nie jest odporny na atak z gorącym stężonym kwasem siarkowym i azotowym. Rozpuszcza się w silnych utleniaczach, takich jak "woda królewska". Dwusiarczek molibdenu jest przekształcany bezpośrednio do metalu molibdenu przez ogrzewanie w otoczeniu wodoru  przez pośredni związek Mo 2 S 3 Oraz MoO 3 or5az  silnie egzotermiczna reakcję utleniania w powietrzu w temperaturze 500-600 ° C. Reakcja naturalnego MoS 2 i chloru w przypadku braku powietrza w podwyższonej temperaturze  jest taka że wytwarza on pentachlorek molibdenu. Charakterystyka utleniania oleju klasy MoS naturalnego 2 była badana przez kilku  naukowcy w różnych intytutach. Termiczna szybkość utleniania z MoS 2 w powietrzu badana po dyfrakcji promieni rentgenowskich wykazała, że poniżej 300 ° C, utlenianie jest  bardzo powolne i trudne do dokładnego zmierzenia, a poniżej 388 ° C, MoS 2 utlenia się w wolniejszym tempie niż WS 2 6 .
Według obserwacji nie ma wyraźnej zgody co elektrycznego  przewodnictwa MoS 2 . Jednak ogólny jest pogląd, że dwusiarczek molibdenu może być zaklasyfikowane jako "P" półprzewodnika typu 9  ..Istnieje silna korelacja między przewodnością  MoS2 a temperaturą. Pomimo faktu, że wartości bezwzględne oporności lub przewodności mogą być różne, ustalono ponad wątpliwość , że z MoS  wraz ze wzrostem temperatury  wykazuje stopniowy spadek oporności i wzrostu przewodności.
Przewodność również jest funkcją kierunku przepływu prądu w stosunku do struktury krystalicznej szczególnie w wyższej temperaturze. Przewodnictwo elektryczne w temperaturze pokojowej wahały się od 0,16 do 5,12 Ohm -1 cm -1 po rozszczepieniu  i od 1,02 x 10 -4 do 5,89 x 10 -4 ? -1 cm -1 równolegle do niej 10 . Jednocześnie udowodniono doświadczalnie, że  oporność jest taka sama niezależnie od kierunku przepływu prądu w stosunku do struktury krystalicznej.
Jednak takie parametry jak zastosowanie istniejącego potencjału, ciśnienia i światła wydaje się być znacznie mniej znaczące w porównaniu do temperatury i poziomu zanieczyszczeń (zanieczyszczenia) .
MoS 2 jest uważany  za półprzewodnik. To fotoelektrycznei bi-metaliczne  zachowanie jest niekonsekwentne. Jak temperatura zbliża się do czerwonego ciepła staje się on dobrym przewodnikiem.
Pierwszy mikroprocesor wykonany z dwusiarczku molibdenu został przetestowany przez Andras Kis z pracowni nanoskalowych elektroniki  w Lozannie, w Szwajcarii. W przeciwieństwie do grafenu, innego materiału, który może być stosowany w elastycznych półprzewodnikach, MoS 2 może wzmacniać sygnały elektroniczne w temperaturze pokojowej, natomiast grafenu musi zostać schłodzone do 70 Kelvina . Mimo potencjału MoS 2 jako materiału elektronicznego może minąć jeszcze kilkanaście lat, zanim będzie gotowy do użytku komercyjnego.
Typowe zastosowania:

1. na sucho do obróbki plastycznej na zimno i wyciskania operacji w połączeniu z innymi związkami chemicznymi

Istnieje wiele preparatów na bazie dwusiarczku molibdenu które tworzą cienką warstwę smarną którą pokrywa się zarówno metale , plastiki, gumy jak  i inne materiały
b) bezpośrednio jako  proszek smarny gdzie olej i smar nie może być stosowany
Proszek dwusiarczku molibdenu z powodu swojej struktury warstwowej jest skuteczny  jako smar. Kiedy MoS 2 cząstki znajdują się pomiędzy powierzchniami ruchomymi zachodzi nakładanie  warstw na siebie, co pozwala by powierzchnie stalowe i inne metale, były smarowane na "sucho". Silniki motocyklowe i samochodowe wyczynowe stosują siarczek molibdenu w wielu miejscach (tłok, cylinder, popychacze,) jako jeden  z  podstawowych środków poprawiających  parametry silnika. C° Ciekawsze że mniejsze tarcie wiąże się bezpośrednio z temperaturą silnika zatem MoS 2 sprawdza się także w jednostkach mocno obciążonych termicznie a więc silnikach modyfikowanych mechanicznie i elektronicznie.
c)zmniejszenie tarcia dodatek do smarów i olejów
Smary z dodatkiem molibdenu to dziś znacząca pozycja w zakresie produkcji smarów. Od 1943 roku znaczące firmy z branży chemicznej zaczeły stosować dwusiarczek molibdenu jako dodatek do oleju silnikowego oraz przekładniowego. Dziś olej z dodatkiem dwusiarczku molibdenu to znaczący sektor w produkcji olejów różnych marek. Laboratoria obliczyły, że zastosowanie  MoS 2   powoduje zmniejszenie zużycia paliwa  10% do 25% . Siarczek molibdenu  zmniejsza tarcie w silniku aż do 60%. %. W czasie wzrostu cen paliw jest to znaczące obniżenie kosztów pojazdu.
d) katalizatory
Katalizatory molibdenowe są odporne na związki siarki i, na przykład, katalizują przemianę wodoru i tlenku węgla z pirolizy odpadów do alkoholi w obecności siarki w warunkach, które mogłyby uszkodzić inne  katalizatory metaliczne. Podobnie Moly katalizatory oparte zostały  w konwersji węgla do węglowodorów ciekłych.
Cena dwusiarczku dobrej jakości zależy ściśle od czystości (98,0%) i wielkości granulatu (od 10 nm do 20?m )
Jedna uwaga, dwusiarczek molibdenu opisywany jest niekiedy jak° cudowny środek smarny. Żaden inny produkt nie może zapewnić ochrony smarowania jak siarczek molibdenu , ale MoS 2 nie wyleczy wszystkiego. Nie poprawi uszkodzeń mechanicznych lub ani nie spowoduje, że stare lub zużyte części będą  jak nowe. Odpowiednio wykorzystanie MoS 2  może podwoić życie silnika diesla, silnika gazowego, sprężarki i innych  urządzenia przemysłowych.

Więcej informacji uzyskasz wysyłając maila abs@lu.onet.pl

Zespół "ABS Serwis"