固体润滑剂
作者：油皮
审核/发布：lubesgo
油皮，只是作者的代号而已。顾名思义就是”润滑油只学到一点皮毛”的意思。学无止尽，哪怕每天只是一点一滴也能让自己不断进步。皮毛多了，羽翼自然会逐渐丰满；本专栏文章不定期向本公众号的关注用户推送。
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可以流动的油和借助于稠化剂成为半流体的润滑脂是最常见的润滑剂类型。在学习一些润滑剂特别是润滑脂的特性时，我们会发现有些产品配方中含有固体润滑剂。同时在一些特殊的润滑应用中，还会用到同样含有固体润滑剂成分或者以其为主的干膜润滑剂产品。
图片：一款干膜润滑剂产品的应用场景
那么固体润滑剂显然是这些产品中值得我们特别关注和了解的重要成分。这对于我们了解这类润滑剂产品的性能和应用至关重要。
“什么时候应该使用固体润滑剂？它们有什么优点？”
品种多样的具有内在润滑性能的一些固体材料可用做固体润滑剂。其中最常用的是二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯。当然除了这些最常用的，你还可能遇到二硫化钨、氮化硼、一氧化铅、氧化锑、铅、锡、银、氟化乙丙烯(FEP)及全氟烷氧基共聚物（PFA）等等材料。
没有一个配方能够基于性价比基础满足所有的要求。需要考虑的性能包括摩擦系数、承载能力、防腐蚀特性（电偶腐蚀的敏感性）和电导率。此外，还需要考虑的是使用固体润滑剂的应用环境。
环境因素包括温度、压力、湿度、氧含量及辐射等等。上面提到的每一种干膜润滑剂材料都有其优点和不足，因此相应的折中考虑是必需的。
二硫化钼
二硫化钼总体而言具有最强的承载能力且相应的摩擦系数也比较低。然而，在超过400摄氏度的氧化环境中，二硫化钼会开始分解。
图片：二硫化钼的微观结构
石墨
石墨在氧化环境中有出色的高温特性（687℃时在氧气中燃烧生成二氧化碳；在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上），但是也有促进电偶腐蚀的倾向并且在高度真空环境下不起作用。
石墨在潮湿的环境中特别有益。事实上，湿气是能够确保石墨充分发挥其减摩剂作用的必要条件。
图片：石墨材料的片状结构；鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好
含氟聚合物
含氟聚合物通常表现出低摩擦系数而且从美观的角度而言很适合用于带有染色颜料的配方。然而，这些含氟聚合物不能持续承受高载荷，也不具备好的辐射稳定性。
图片：聚四氟乙烯的分子式和分子结构
聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
聚四氟乙烯具有很低（0.04）的摩擦系数；可在200~260℃范围内长期使用。但是温度过高的情况下会裂解产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等。因此含有该物质的润滑剂需要注意使用环境的温度范围。
[油皮备注：从这些固体材料的微观结构上都可以看到明显的分层结构，利于相互之间的滑动]
“固体润滑材料如何应用于润滑剂？”
固体润滑材料主要用做极压（EP）或者抗磨损类型添加剂，通常依照三种路线之一予以应用。第一种也是最常用的固体润滑剂应用，特别是二硫化钼和石墨，是作为润滑脂配方中的极压添加剂。
这些固体润滑材料料颗粒的片状结构通过使运动界面更容易的相互滑动而减少摩擦。这对于销钉及轴套类的润滑很有用。
钼和聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE）常用于在机油或其它润滑剂中作为抗磨损添加剂。对于这些悬浮在油中的固体润滑剂的效果存在着争议，但证据表明他们具有较少摩擦的作用。
或许实践中最为成功的固体润滑剂应用方式是将这些摩擦改进剂结合或者浸渍在各种设备部件的表面，比如大型固定式天然气发动机的气缸套以及活塞裙部。
零部件表面结合的固体润滑剂形成了一层牺牲性的磨损保护层以对抗摩擦。对于多数零部件，固体润滑剂保护膜的结合及浸渍是可重复进行的过程。对于这些应用最为关键的是用于将固体润滑剂膜结合到零件表面的方式。
图片：使用干膜润滑剂润滑的齿轮副
[学习要点回顾：
1. 一些具有润滑性能的固体物质可用作润滑剂的成分。
2、二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯是最常用的三类固体润滑材料；它们分别具有不同的优势和不足。
3、在润滑剂产品中，固体润滑材料主要用作极压、抗磨损和减摩添加剂。]
今天，你学到了吗？
[油皮备注：本文内容较长。故分为两次推送。敬请期待后续部分。]
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