二硫化钨(WS₂)的润滑性能堪称卓越,是其在材料科学和工程领域备受青睐的原因。其低摩擦系数(真空0.03-0.06,空气0.06-0.1)和优异的减磨能力源于层状结构:层内W-S共价键坚韧,层间范德瓦尔斯力弱,滑动时层间剪切形成转移膜,减少直接接触和磨损。销盘测试显示,其磨损率在真空下低至10⁻⁷ mm³/N·m,优于MoS₂(10⁻⁶ mm³/N·m)。
在干态或真空环境中,WS₂性能最佳,适用于航天(如卫星机械)或无液态润滑剂场景。在空气中,其稳定性维持至510°C,优于MoS₂(350°C氧化),湿度略增摩擦(至0.1-0.2),但仍强于需湿气的石墨。WS₂耐高负载(至300,000 psi)和高温(惰性下1250°C),超越有机润滑剂(200-300°C分解),延长轴承、齿轮寿命。
应用形式多样:粉末抛光于表面、溅射成涂层、或混入润滑脂。其疏水性使其在干态优于湿态,空气中氧化(510°C以上)是限制,需惰性保护。相比液体润滑剂,WS₂无挥发风险,适合极端条件,纳米形式(如富勒烯)进一步提升性能,减少接触点。
WS₂的润滑性在机械、航空、切削工具中显著,热稳定性和化学惰性增强其适用性,但需根据环境优化使用。
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