遷移金属二硫化物化合物、特に二硫化モリブデンや二硫化タングステンは、グラフェンとの構造的・物性的類似性から二次元の層状物質であり、自己潤滑性、高表面積、電気抵抗率、安定性、良好な機械的強度、電荷移動の容易さ、これらのナノ粒子の合成の容易さ、カスタマイズ可能なバンドギャップなどの多機能特性により、触媒、センシング、吸着剤、潤滑剤、リチウムイオン電池、スーパーキャパシタ、太陽光発電などの様々な分野で広く利用されている。リチウムイオン電池、スーパーキャパシタ、太陽光発電など、さまざまな分野で広く利用されている。本稿では、MoS2、WS2、グラファイトのトライボロジー特性の違いについて簡単に述べる。

01 MoS2、WS2、グラフェン自己潤滑性コーティングの違い #

室温では、WS2自己潤滑コーティングは、金属基板上への膜形成においてMoS2コーティングほど優れていない。高温では、WS2コーティングの摩擦性能はMoS2固体潤滑コーティングよりも優れている。グラファイトは通常、直接噴霧で使用されるが、真空中での使用には適さず、摩擦係数は空気中の2倍、摩耗は100倍にもなる。

• 黒鉛：その自己潤滑特性は、空気と水の存在に依存する。潤滑材料である黒鉛製品の使用環境における水分の臨界値は5g/m3である。 この値以下では、黒鉛製品の摩擦係数は増加する。室温300～400度の空気媒体中で黒鉛が強く酸化されると、摩擦係数は増加する。しかし、中性または還元性の媒体中では、300～1000℃でも良好な耐摩耗性を維持できる。グラファイトの結晶化度が高いほど、潤滑材料を摩耗から保護する効果が高くなる。さらに、不純物の含有量を1%以下に制御しなければならず、そうでなければ著しい摩耗が容易に発生する。
• 二硫化モリブデン：MoS2は地熱作用によって形成され、熱と圧力に耐える化学的安定性を持っているため、重圧に強い。過酷で負荷の大きいギアやベアリング、衝撃荷重のかかる部品などの環境では、二硫化モリブデングリースの使用は、グラファイトグリースの使用よりも効果的です。
• 二硫化タングステン：WS2はMOS2の10倍以上高価で、耐酸化性が良好な場合や抵抗率が低い場合にのみMOS2の代替として使用される。摩擦係数はMoS2よりやや低く、熱安定性が高い。特殊な作業条件下の摺動摩擦部品には、WS2を適用することでMoS2より優れた効果を発揮する。

二硫化モリブデン、二硫化タングステンのコーティングとグラフェンの性能の違い #