二硫化鎢/鋰基潤滑脂複合性能評測

二硫化鎢作為一種新型固體潤滑材料，具有優良的潤滑性能和環境應變能力，是高端精密工業的潤滑材料。二硫化鎢具有層狀六方晶系結構，層內W、S元素通過共價鍵結合，層間由S-S形成的分子鍵結合. 由於後者鍵能較低， 在摩擦過程中極易發生滑移，故具有較低的摩擦係數。

研究表明，二硫化鎢中的W元素在4f電子層擁有空軌道，加之納米二硫化鎢粉體具有較大的比表面積， 二者共同作用，促使二硫化鎢較易實現在金屬表面的吸附為，其更好發揮效能提供了有利條件. 二硫化鎢適用於高溫、重載、高壓、高真空、高轉速、高輻射、強腐蝕和超低溫等各種苛刻條件下的潤滑，在航空、航太和國防工業等領域有著重要的應用價值。

在我國，與二硫化鎢配對的多是高溫鋰基潤滑脂。鋰基潤滑脂是由天然脂肪酸(硬脂酸或12-羥基硬脂酸)鋰皂，稠化中等粘度的礦物潤滑油或合成潤滑油製成，在加有抗氧化劑、防銹劑和極壓劑之後，就成為多效長壽命通用潤滑脂，可以代替鈣基潤滑脂和鈉基潤滑脂，用於飛機、汽車、坦克、機床和各種機械設備的軸承潤滑。無疑，鋰基潤滑脂（油）是二硫化鎢理想的載體，將二硫化鎢潤滑加入高溫鋰基潤滑脂（油）能實現潤滑性能的大幅提升。

那麼，加入二硫化鎢的潤滑脂（油）性能具體提升多少呢？根據GB/T 3142方法， 採用MQ-800四球摩擦試驗機測試潤滑脂的承載能力， 其中鋼球材質GCr15， 直徑12.7 000 mm。在試驗中，人們發現二硫化鎢具有以優勢。

1、承載力，WS2添加劑均能提高潤滑脂的承載能力，其中含品質分數2%WS2添加劑的潤滑脂在最大無卡咬負荷(PB)方面比基礎脂提高了112.8%，在燒結負荷(PD)方面比基礎脂提高了84.3%.。

2、摩擦係數：相對基礎脂而言，WS2添加劑的加入均能有效降低摩擦係數，其中含品質分數2%WS2的潤滑脂為最佳，平均摩擦係數為0.115，比基礎脂降低17.3%.。WS2添加量過大， 在摩擦副表面表層逐漸形成了非常緻密的化學反應膜，而使表層硬度過高，形成了黏著磨損。

3、磨損量，不同品質分數WS2粉體作為潤滑脂添加劑對磨損性能的影響。含品質分數2%WS2的鋰基潤滑脂的抗磨性能最佳，其中磨斑直徑為0.450 mm，比基礎脂的降低了46.8%。

通過研究可以發現二硫化鎢在鋰基潤滑脂複合劑中發揮著至關重要的作用，在摩擦過程中， 二硫化鎢粉體能發揮納米尺度效應吸附沉積在摩擦副凹坑，從而起到表面修復作用；同時在高溫高負荷條件下，形成了WS₂納米粒子滲透層，並且二硫化鎢納米粉體與摩擦副表面發生化學反應， 生成含有WO₃和Fe₃O₄的化學保護膜，從而提升潤滑功效，這就是為什麼二硫化鎢為什麼能成為高端精密工業的潤滑材料的原因。

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