二硫化钨(WS₂)的热稳定性极佳,是其作为高温润滑剂的重要优势。它能在空气中稳定至约510°C,高于此温度会氧化为三氧化钨(WO₃)和二氧化硫(SO₂)。在惰性气氛(如氩气或氮气)中,稳定性更高,可达1250-1300°C,此时分解为钨和硫蒸气。
其层状结构——层内强共价W-S键和层间弱范德瓦尔斯力——赋予其抗热分解能力。在空气中,氧化反应(WS₂ + 7/2 O₂ → WO₃ + 2 SO₂)是限制因素,400°C以下缓慢,510°C以上加速。在真空或惰性条件下,无氧化威胁,热分解需更高能量断裂W-S键。热重分析(TGA)显示,在惰性气氛中质量至1200°C稳定,之后迅速分解。
与MoS₂(空气中350-400°C氧化)相比,WS₂更耐热,适合航空航天等极端环境。高温下,其低摩擦特性在空气中510°C前、惰性条件下1250°C前保持稳定,优于有机润滑剂(200-300°C分解)。但空气中长时间高温会导致氧化,丧失润滑性,需保护措施。
热稳定性使其在薄膜、涂层中表现出色,承受机械热应力,广泛用于引擎部件或空间技术。
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