Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Свойства и поведение серы и сульфидов
Первые сведения о применении серы как составляющей композиционных спеченных материалов относятся к 1953 г. [802, 803], когда было предложено пропитывать поры спеченного каркаса из железного порошка серой погружением изделия в ее расплав. Введение сульфидов металлов непосредственно в композиционный материал началось в 1957—1960 гг. С этой целью применялись сернистое железо, марганец, а затем сернистые цинк, медь и свинец [402, 403, 704, 711, 921]. Выполнено большое количество исследований, направленных на изучение свойств различных сульфидов « их взаимодействия с металлом основы антифрикционных материалов. Ьлагоприятаое влияние серы и сульфидов металлов на антифрикционные
128
4^1
41
со
5
39
37
35
33
MoS2(S-39,7%)
то
1300
t,°c
__"Л?**0 С особенност*мл и структуры и свойств. Рассмотрим
некоторые свойства серы и сульфидов. р
Свойства серы и сульфидов. Сера относится к числу элементов, обла-*а»щих высокой химической активностью. Это - металлоид с низкой урелъяои массой и температурой плавления 112—118,45° С который реагирует со всеми металлами с образованием сульфидов. Реакция взаимодействия идет с большим выделением тепла. Теплота образования сульфидов различных металлов, пх температура плавления, плотность тип структуры и пределы значений их ко- '
вффициентов трения приведены в табл. 68.
Ввиду того, что прп введении в ігомпозицпонньїе материалы сульфиды в процессе спекания подвергаются нагреву, важно знать такое их свойство, как термическая стабильность. В работе [509] изучена стабильность дисульфидов вольфрама и молибдена при нагреве в среде гелия с избыточным давлением 0.2 ати в интервале температур 1000—і350° С. Температурная устойчивость оценивалась по результатам химического и качественного рент-генофазового анализов, а также по потере массы образцов в условиях изотермического нагрева в пределах 1—35 ч. Результаты исследования характеризуются данными рис. 87.
Дисульфиды молибдена и вольфрама устойчивы до температуры 1250° С
в изометрических условиях даже при десятичасовых выдержках (потеря и массе 1 — 2%). При температуре 1350° С оба дисульфида интенсивно диссоциировали, причем выдержка в течение 35 ч приводила к полной диссоциации образцов из дисульфида вольфрама на металлический вольфрам и газообразную серу. Образцы из дисульфида молибдена были двухфазные и содержали наряду с дисульфидом полуторный сульфид молибдена Mo2Sa- Металлический молибден не обнаружен.
Еще сильнее диссоциируют при нагреве в вакууме порошки и спрессованные брикеты сульфидов молибдена, ниобия, вольфрама и тантала (рис. 88) [204]. Из порошка MoS2 сера начинает испаряться уже при температуре 700° С. При повышении температуры до 1000° С на поверхностях таблеток обнаруживалось соединение Mo2Sa в сочетании с исходным MoS2. После отжига при 1100 и 1200° С порошки представляли собой смесь M02S3 и металлического молибдена. После выдержки прп 1400° С в порошке присутствовал только чистый молибден. Аналогичное поведение наблюдается и для сульфида вольфрама.
Полуторный дисульфид ниобия начинает заметно диссоциировать при температуре 800° С. При более высоких температурах он претерпевает ряд фазовых переходов с меньшей диссоциацией.
Дисульфид тантала сохраняет исходную структуру только до 600 С. При более высоких температурах также появляются новые фазы.
Исследована термическая устойчивость сульфидов серебра, кадмия, кобальта, молибдена, свинца, сурьмы, вольфрама, висмута, цинка в среде
Рис. 87. Зависимость содержания серы от температуры и времени изотермической выдержки в образцах M0S2. Выдержка 2—1; 2—2,5; 5—5; 4—7,5; 5—10 ч.
5 ч т
129
Т*б**«* 6A. CmIcма серы ш основных суяьфядої металлов (108, 307, 362, 4в9
структуре
BbS CaS
cas
CoS CoS
Co9S
CrS
CrA FeS FeS, UgS
MnS MoSx NbS NbS1,«
NbS. NbA NiS PbS Sb9S1 SnS TaS. TaS, TiS. ТИ" Ті, V< WS. ZnS
ZnS
ZrS,
1
Ромбическая Гравецевтрирован-вая кубическая (Cu9O) Гексагональная Кубическая (NaCl) Ромбическая Кубическая типа
NaCl Гексагональная
(вюрпята) Гексагональная Гексаговал ьная
(CuS) Гексаговал ьная
(Cu9S) Кубическая типа
NaCl Ромбоэдрическая Гексагональная Кубическая (пирита) Кубическая типа
NaCl То же
Гексагональная » >
Моноклинная Ромбоэдрическая о кса гона л ьная Кубическая Ромбическая »
ексагональвая Ромбическая Тригональная Моноклионая Гексагона л ьяая » »
Кубическая (сфа релита) Гексагональная
(вюрцита) Тригональная
Плотность, Г/СИ* Т. пл., •C Теплота оГфазо-вания, ккал/мо.іь Кояффициент трения
2,05—2,06 7,20 112—118,45 842 7,50
2,32 4,25 7,40 2,80 -1900 >2200 685 (разл.) -2400 121,50 111,00 35,60 114,30 0,26 0,07-0,14
4,82 147,5 34,50 0,17-0,41
5,45 4,60 1106 220 21,71 11,60 —
5,60 ИЗО 19,00 0,18
3,70 — 113,00. —
3,77 4,79 4,87 2,79 1190 697 -2000 110,00 22,90 41,50 84,20 0,02
3,99 4,80—5,16 1610 1185 48,75 56,00 0,02-0,30
5,90—6,00 — —•
5,14 5,30—5,60 7,59—7,50 4,50 5,08 7,16 5,96 3,22 3,22 3,52' 4,51 7,50—7,63 4,10 1100 546 880 1300 (разл.) 1020 20,79 23,10—37,50 38,20 18,20 80,00 -76,00 73,40 48,50 0,37 0,07—0,09 0,45—0,9 0,03-0,70 0,34 0,03—1,60 0,13-0,48
