Dwusiarczek molibdenu MoS₂

Dwusiarczek molibdenu MoS₂ – galeria wcieleń

„Na sucho ślizga, na mokro smaruje, w próżni paruje” – tak mawiają starzy tribologowie. Poniżej przedstawiam najczęściej spotykane formy stałe, ciekłe i (wysokotemperaturowo) gazowe MoS₂, z krótkim opisem właściwości oraz typowych zastosowań ale skupiam się szerzej na molibdenie jako proszku.

1. Formy stałe

Polimorfy krystaliczne 2H, 3R i 1T (oraz 1T′).Różne sposoby ułożenia warstw S–Mo–S: 2H i 3R – półprzewodniki; 1T – metaliczny, metastabilny. Elektronika 2D, kataliza, sensory.

Proszek mikronowy. Zmielony MoS₂ (95–99 % cz.), łupliwy jak grafit. Dodatek do smarów stałych, past montażowych.

Nanopłatki i monowarstwy .Warstwy < 10 nm, uzyskiwane przez eksfoliację. Atramenty drukarskie, powłoki barierowe, nano-smary.

IF-MoS₂ (nanorurki, nanokulki).„Cebulki” lub rurki z zakrzywionych warstw MoS₂. Smary ekstremalnego ciśnienia (lotnictwo, kosmos).

Spięki / powłoki PVD .Odparowany MoS₂ skondensowany na detalu. Suche powłoki niskotarciowe do przekładni, zamków broni.

Suchy film z aerozolu .Dyspersja MoS₂ w rozpuszczalniku; wysycha, tworząc 5–12 µm czarną warstwę. Drobne naprawy w terenie, śruby, prowadnice.

2. Formy ciekłe

Stabilne dyspersje w rozpuszczalnikach (NMP, IPA, woda + funkcjonalizacja)2H-MoS₂ potrafi utrzymać się w wodzie ponad 10 miesięcy dzięki obróbce solvotermalnej. Tusze do elektroniki drukowanej, sensory wilgotności.

Zawiesiny nano-MoS₂ w olejach (PAO, estrowe, mineralne).Quantum dots lub płatki (0,1–0,7 % wag.), dyspergowane surfaktantem. Dodatki do olejów silnikowych/ przekładniowych; redukcja tarcia i temperatury kontaktu.

Smary plastyczne (pastowate). Smar litowy lub wapniowy zagęszczony 3–5 % MoS₂. Łożyska wolnoobrotowe, przeguby homokinetyczne.

Atramenty i sol-gel. Atramenty MoS₂ – płynna rewolucja druku 2D Warstwy opto-/fotoniczne, barwniki solarne.

Dyspersje w cieczach jonowych .Przyjazne próżni i wysokiej temperaturze. Smarowanie mechanizmów wysokotemperaturowych (> 300 °C).

3. Formy gazowe (egzotyczne, ale istnieją)

Proces CVD/ALD . Molekularny prekursor MoS₆ (oraz łańcuchy Mo–O–S) powstający z sublimacji MoO₃ i reakcji z parą siarkową. Synteza monowarstw MoS₂ na szafirze lub SiO₂.

PVD (wysoka próżnia, > 1200 °C) . Para Mo–Sₓ lub klastry MoS₂(g); materiał odparowuje z tygla grafitowego. Napylanie suchych powłok niskotarciowych.

Plazma/ablacja laserowa Jonowo-molowe fragmenty MoSₓ⁺, S₂, Mo⁺. Wytwarzanie cienkich filmów i nanocząstek.

Stałe formy królują w trybologii: od proszku po nanokule i suche powłoki.

W naszych rozważaniach o smarach molibdenowych skupimy się na molibdenie jaki proszku. Czarny proszek molibdenowy to dziś poważna gałęź przede wszystkim środków smarnych.

Molibden proszek i rozmiar cząsteczek MoS₂ w smarze to trochę jak grubość mąki w babcinej kuchni – inny przemiał do biszkoptu, inny do klusek. Oto dlaczego „przemiał” dwusiarczku molibdenu ma pierwszorzędne znaczenie w smarowaniu, od najdrobniejszych mechanizmów po ciężkie walcarki hutnicze:

1. Skala pasowania a „ziarnistość” smaru

Współczesne silniki i precyzyjne łożyska pracują z luzami rzędu kilku- lub kilkunastu µm. Cząstki większe niż ten luz zachowują się jak ziarna piasku: blokują kanaliki olejowe, przyspieszają zużycie i mogą zaklejać filtry.

W przekładniach koparki luz jest setki razy większy, więc grubsze płytki MoS₂ (20–50 µm) wnikają w mikropory metalu, tworząc trwałą „czarną politurę” pod ekstremalnym naciskiem.

2. Jednorodny film smarny

MoS₂ smaruje dlatego, że jego warstwowe płytki układają się równolegle do kierunku ruchu. Im mniejsza płytka, tym łatwiej przylega do metalu i tworzy ciągły film. Zbyt duże płytki tworzą „wyspy” – miejscami mamy perfekcyjny ślizg, miejscami goły metal, więc tarcie skacze jak stary licznik w Maluchu.

3. Filtracja i cyrkulacja oleju

Filtr oleju w samochodzie zatrzymuje cząstki ≥20 µm. Jeśli dodatek MoS₂ jest gruboziarnisty, filtr go wyłapie – i po smarowaniu. Drobny proszek (0,5–5 µm) przechodzi przez filtr niczym gęś przez trzcinę i krąży z olejem tam, gdzie najbardziej potrzeba.

4. Sedymencja i stabilność mieszanki

Grube cząstki szybko opadają na dno kanistra, powstaje muł, który trzeba energicznie mieszać przed wlaniem (a kto w serwisie potrząsa beczką 200 l?). Drobny MoS₂ pozostaje w zawiesinie, więc każde uruchomienie silnika dostaje świeżą „porcję” tarcioodpornej powłoki.

5. Zapobieganie zjawisku „trzeciego ciała”

W tribologii mówi się o „third-body abrasion”( tzw. ścieranie trzecim ciałem) – gdy twarde drobiny w szczelinie zaczynają szlifować oba współpracujące metale. Mikro-MoS₂ działa jak talk między kartkami książki; makro-MoS₂ potrafi zadziałać jak pilnik, jeśli wyląduje w zbyt ciasnym styku.

6. Powierzchnia właściwa – chemia robi robotę

Gdy zmielisz identyczną masę MoS₂ na drobniej, wielokrotnie zwiększasz łączną powierzchnię płytek, które kontaktują się z metalem. To tak, jakbyś rozłożył jeden duży parasol na tysiąc małych: ochrona staje się szczelna, a reakcje chemiczne (adsorpcja) zachodzą szybciej i skuteczniej.

Podsumujmy starą prawdę o wielkości ziaren molibdenowych :

Drobnoziarnisty MoS₂ (⩽5 µm) dla precyzji, niskiego tarcia i zdrowych filtrów.

Średnioziarnisty (5–20 µm) dla przekładni, przegubów i smarów montażowych.

Gruboziarnisty (20 µm +) tylko tam, gdzie nie ma filtrów, a obciążenia są tak duże, że każdy smar bez molibdenu ucieka w kąt.

Stąd mechanicy starzyi mowi od lat trzymają się zasady: najpierw dobierz „przemiał”, potem dopiero lej w silnik. I zaufaj tradycji – dobrze dobrana „mąka” MoS₂ sprawi, że silnik odwdzięczy Ci się gładką pracą jak krem budyniowy na wolnym ogniu.

Poniżej czytelna tabelka, która porządkuje temat rozmiaru cząstek MoS₂ w zależności od zastosowania — od precyzyjnych silników po maszyny ciężkie.

Porównanie rozmiarów cząstek MoS₂ w różnych zastosowaniach technicznych

Lista sprawdzonych preparatów MoS₂ to podstawa dla każdego, kto chce dbać o swoje maszyny według zasad starej szkoły. Poniżej krótkie zestawienie produktów najczęściej stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym z podziałem na auta osobowe, maszyny i zastosowania specjalne.

Polecane preparaty MoS₂ do aut osobowych

Polecane preparaty MoS₂ do maszyn i ciężkiego sprzętu

Preparaty MoS₂ do uniwersalnych zastosowań (motoryzacja, dom, ogród)

Kilka tradycyjnych porad przy wyborze preparatu

⚙ Zawsze sprawdzaj kompatybilność preparatu z typem oleju lub smaru, który stosujesz na co dzień.
⚙ Do silników osobowych wybieraj MoS₂ w drobnej formie (do 5 mikronów).
⚙ Do maszyn ciężkich możesz stosować smary z grubszym MoS₂, ale upewnij się, że nie ma filtracji oleju na drobnych oczkach.
⚙ Jeśli używasz past montażowych, dawkuj z umiarem — nadmiar może prowadzić do wyciskania pasty i brudzenia powierzchni.

Pozostaje pytanie gdzie kupić drobny lub większy mikroproszek molibdenowy ?

Molibden o różnych grubościach ziaren możesz kupić w różnych gramaturach i wielkościach sklepie internetowym https://abscmt.pl/index.php?id_category=44&controller=category

lub możesz zamówić wysyłając zapytanie na adres : lozyska@elub.pl