二硫化鎢(WS₂)的潤滑性能堪稱卓越,是其在材料科學和工程領域備受青睐的原因。其低摩擦系數(真空0.03-0.06,空氣0.06-0.1)和優異的減磨能力源于層狀結構:層内W-S共價鍵堅韌,層間範德瓦爾斯力弱,滑動時層間剪切形成轉移膜,減少直接接觸和磨損。銷盤測試顯示,其磨損率在真空下低至10⁻⁷ mm³/N·m,優于MoS₂(10⁻⁶ mm³/N·m)。
在幹态或真空環境中,WS₂性能最佳,适用于航天(如衛星機械)或無液态潤滑劑場景。在空氣中,其穩定性維持至510°C,優于MoS₂(350°C氧化),濕度略增摩擦(至0.1-0.2),但仍強于需濕氣的石墨。WS₂耐高負載(至300,000 psi)和高溫(惰性下1250°C),超越有機潤滑劑(200-300°C分解),延長軸承、齒輪壽命。
應用形式多樣:粉末抛光于表面、濺射成塗層、或混入潤滑脂。其疏水性使其在幹态優于濕态,空氣中氧化(510°C以上)是限制,需惰性保護。相比液體潤滑劑,WS₂無揮發風險,适合極端條件,納米形式(如富勒烯)進一步提升性能,減少接觸點。
WS₂的潤滑性在機械、航空、切削工具中顯著,熱穩定性和化學惰性增強其适用性,但需根據環境優化使用。
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