润滑剂

削油中供难于切削的钢铁合金之用。此外，亦多用于发烧的轴承。当轴承因缺油而发烧时，
残留的油料甚或发出白烟，但轴承合金尚未熔化或损坏时，可立即将硫磺粉调入高黏度的润
滑油后加入轴承中，可有效降低温度。此时乃利用硫磺与钢铁，在高温下发生化学反应，生
成硫化铁合金膜的效果。其它的无机化合物如下图表五：
图表五无机化合物需一种支持介质
图表三自身润滑有机化合物
线型聚合物(热塑型类)
交联聚合物(热固型类)
Polytetrafluoroethylene(PTFE)
Phenol-formaldehyde
Fluoroethylenepropylene(FEP)
Urea-melamine-formaldehyde
Perfluoroalkoxy(PFA)
液体润滑剂与固体润滑剂，在某些情况下会因温度的变化而有物理或化学上性状改变。例如： 目前常用的活性极压润滑剂（ActiveExtremePressureLubricants）是液体润滑剂，但在润滑过 程中，油中所含的活性化合物会因金属相互接触产生高温与金属表面发生化学反应，生成一 层固体的润滑保护膜，结附（Plate）其上，有效减低机件的摩擦。 另有一种「块状润滑脂」（BlockGrease），常温下为固体，须用刀切后加入轴承中，但加 入轴承之后，即因热而熔化，成为液体润滑机件。 （一）固体润滑剂 固体润滑剂为两个相对运动的接触面间，可以减少磨擦与磨损的任何固体物质。它可以分成 四大类：结构性、机械性、皂类、与化学活性的固体润滑剂。这些固体润滑剂的主要目的是 要在磨擦面间建立连续与黏附的坚硬或柔软的薄膜，而铺施薄膜可以用机械方式、化学、电 子化学、或以物理过程的方式，如滴漏、涂抹、喷漆、浸润、电解、电泳、烧结、烘烤、与 喷雾等方式。石墨、二硫化钼与 PTFE 是使用最广泛也最常使用的固体润滑剂，其它的固体 润滑剂在工业界仍未广泛使用。 1.结构性固体润滑剂： 石墨粉（Graphite） 石墨是一种黑色光泽性的固体，性滑腻，供润滑剂使用时都研磨成极细的粉末。 石墨粉对金属表面的吸着力强，能有效填补轴承或齿轮表面的微细凹痕，使机件运转时平稳 而少杂音，且减低磨耗。 供润滑用的石墨粉有二种，一是天然石墨（NaturalGraphite），呈片状或无定形状，来自于 地下的石墨矿；二是人造石墨（ArtificialGraphite），采用电炉法于高温下处理精制的焦碳 而成。 石墨粉的特点是它可耐很高的温度。例如，军用汽轮机减阻轴承在 1000℉的温度下操作， 曾使用石墨粉润滑，有良好效果的记录。
无机化合物
硫化物、氟化物、磷酸盐、与氢氧化物被视为是支持剂或是能产生减低磨擦与磨损层的一种
催化剂。例如氢氧化钙协助钢铁磨擦面间氧化铁薄层的生成。这个氧化物有较佳的磨润性能，
也许是因为它的较有利的立体密叠的薄层结构，薄层的生成视钢铁表面的化学组成成分而
定。硫磺粉（SulfurFlour）为淡黄色的粉末，具特殊臭味，一般润滑并不多用，但多加入切
硫化金属
ZnS,SnS2,FeS
氟化金属 磷酸金属
CaF2LiF Zn2P2O7Ca3(PO4)2Fe2P2O7
氢氧化金属
Ca(OH)2Mg(OH)2Zn(OH)2
氧化金属
PbOZnOFeOFe2O3
金属粉末
相对于结构性润滑剂与自身润滑的机械性润滑剂，其它的机械润滑剂的润滑特性主要是以媒 介物质与胶合剂的支持效果为基础的，这些媒介物质如铅、锡、锌、铜、银与铟的主要目的 是要改善非自身润滑的机械性润滑剂的黏附与凝结的性能。粉状固体润滑剂的缺点是难于附 着金属表面。为补救此一缺点，除使用媒介物外，亦可用有机胶合剂（OrganicBinders）或 无机胶合剂(InorganicBinders)混入粉状的固体润滑剂中，喷射胶结于轴承内壁，硬化之后， 形成一层附着力甚强的固体润滑层，特称「胶结润滑剂涂膜」（Boned-solidLubricantCoatings） 或「干膜润滑剂」（DryFilmLubricant）。常用的有机胶合剂为压克型树脂（AlksdResin）， 酚型树脂（Phenolics）及环氧聚酯树脂（EpoxyResin）。无机胶合剂为硅酸盐与磷酸盐。 胶结润滑膜系由固体润滑粉末均匀分散于树脂及溶剂中，然后涂于轴承上。其涂法与涂刷油 漆相同，俟溶剂挥发后，将轴承烘热，树脂即固化而形成润滑膜。 此种润滑膜的成本大、费用高，而且不能换新或补充，故使用难于推广普遍，但却特别适用 于下列情况： ●摩擦表面容易熔化、咬死、或漏电腐蚀者。 ●长期无法加油者。 ●使用任何润滑油脂均失效者。 ●使用任何润滑油脂均有污染困扰者。 以硬度为基础的闲接润滑性物质 氧化物、硼化物、氮化物或硅酸盐的蒸气积垢(Vapor-deposited,VD)涂膜通常都有较高的磨擦 系数值，但在高温时可防止磨擦面咬死并提供极优的抗磨损能力。另一较新的薄膜层，且已 被证实具有良好的磨润性能的是钻石般无固定形式的碳，被指为是 DLC(Diamond-LikeCarbon)，它的硬度在 500 到 13000HV 之间，视其氢化的多寡而不同，由 零至 50%不等。 3.皂类 皂类是较高的饱和的与非饱和的脂肪酸与树脂酸的金属盐类，他们有时也包括环烷基酸与合 成脂肪酸盐，最有效的是那些具有长键分子的活性组群的极性化合物。可能是因为那些反应 的组群黏附在润滑面并阻止被移除有关，他们通常提供固体润滑剂可获取的最低的磨擦系数 值，但在高于其熔点温度或高负荷下则无法使用。皂类在润滑技术的主要功能是用于制造润 滑油脂上。白蜡（Paraffinwax）又称石蜡、微晶蜡（Microcrystallinewax）、蜂蜡（Beeswax）、 合成蜡、猪油、牛油、硬脂酸以及硬脂的金属皂，如铝皂、钙皂、锌皂、钠皂、锂皂等均为 固体的软质润滑剂，油腻性甚强，多用于负荷较低的机件。 4.化学活性润滑剂 这个分类包括极压与抗磨损添加剂与一些能与金属接触面形成一个保护膜。动物性脂肪为一 种具有四千年历史的知名润滑剂。其特点为可与金属表面发生化学作用而生成固体润滑油金 属皂（Metallicsoaps），而防止金属与金属的咬损。但因其熔点低，不适于高温的作业。 温度高而负荷大时，摩擦温度亦高，必须采用熔点远较金属皂为高的固体润滑膜。多种活性 氯、硫及磷的化合物均具有此种特性，于较高摩擦温度时，易与金属发生化学作用，于金属 表面形成润滑效能优异的固体保护膜，亦称为金属硫化物、金属氯化物、或金属磷化物的合 金保护膜。各种极压添加剂的作用，即为此例。 所谓摩擦温度（Frictionaltemperature）者，指由于金属表面相互摩擦而生成之温度。一般极 压添加剂在常温时对金属都无化学作用，但当机械运转而机件金属表面互相接触摩擦，产生 局部热量，引起局部温度升高时，极压添加剂才与金属发生化学作用，形成合金保护膜。 http：//slontek.com readir.com
Epoxyresin
Polyethylene(PE)
Phenolicresin
Polypropylene(PP)
Unsaturatedpolyesterresin
Polyurethane(PU)
Polyimides
Polyamide
Polyacetals Polyterephthalate Polysiloxanes
WSe2 NbS2
二硒化铌
Niobiumdiselenide
NbSe2
二硫化钽 二硒化钽 二硫化钛 鍗化钛
Tantalumdisulfide Tantalumdiselenide Titaniumdisulfide Titaniumtelluride
TaS2 TaSe2 TiS2 TiTe2
氟化铈 氢氧化钡 氯化镉 氯化钴 氯化锆
性的磷酸盐层，它可以降低磨擦系数与磨合期间咬死的危险，它的厚度通常只有 2-5μm。 玻璃
玻璃的润滑性视百度文库组成而定，在特定温度下的磨擦系数与黏度、热传导性、剪切率、剪切面
积、溶解润滑面上的氧化物能力、与金属接触面的角度有关，因为这些因子会决定玻璃对金
属的润湿能力，使用玻璃为润滑剂的重要性特别在操作温度约于 1500°C 时的金属成形操 作下可以看出。
减低磨擦，磨擦的大小视软性金属薄膜的剪切力而定；耐久性则视其薄膜的硬度、同构型、 与黏附性而定；软性金属薄层的润滑效果因其熔点而有所限制。除铱外其它软性金属薄膜的 使用金属如图表四：http：//slontek.comreadir.com
图表四自身润滑金属薄膜
铅
铅层
锡
锡层
银
银层
铟
铟层
钡
钡层
金
黄金层
Nylon
聚合物的滑动特性视其化学本性与其聚合的配对伙伴而定，负荷能力大小与热消散有关，聚 合物的磨擦特性受温度变化影响很小。加入二硫化钼、石墨与金属粉末能改善聚合物的磨擦 特性与增加其硬度，石墨也可增加 PTFE 体的弹性度。 金属薄膜 硬质机件表面附着的软性金属膜，可防止硬质金属的直接接触而能够减低摩擦。例如在工具 钢上涂以 4×10-4cm 之金属铱薄膜，即具有良好的减磨特性。金属面涂一层软性金属薄膜可
石墨粉在空气中使用时，温度虽高至 400℃（752℉），也没有氧化现象。温度再高时，稍 有氧化的可能，但其生成物为无害无毒的二氧化碳气体。在 600℃左右的温度下仍能有效润 滑机件，在惰性气体中可耐到 1000℃的高温。 石墨的低磨擦并不是单以其结晶的结构为基础，它也依赖水汽下提供了表面低的胶黏，所以 在大气中以及水汽存在下，发展出最好的润滑效能。但在真空中，润滑作用不良，故石墨粉 不宜用于真空及太空机件的润滑。 石墨粉的品质高低不一，价格也高低不等。供润滑用者，必须采用灰份低与杂质少的片状石 墨。供填函（Packing）用的填函级石墨粉（PackingGradeGraphite）也是良好的润滑用品级。 石墨粉多调配于润滑脂或轻质油后加入机件中，供润滑之用。例如，高温下的锅炉自动给煤 炉栅链销，用二号或三号之杯脂，调入 5～10﹪的石墨粉润滑，杯脂虽遇热熔化或碳化，但 仍留下固体的石墨润滑剂，发挥其润滑效能。 二硫化钼粉（MoS2） 二硫化钼（MolybdenumDisulfide，简称 Molysulfide），为一种无机性的矿物，呈蓝黑色， 在电子显微镜下观察，也是片状的结晶，为近年来发展很快的固体润滑剂。 在 350℃温度下，二硫化钼无明显的氧化作用，在真空及惰性气体中，至少可耐 600℃的高 温。 无论在大气中，水汽下，或真空中，二硫化钼均能有效润滑机件，此点较石墨粉为优，故可 用于太空等真空中作业的机件。 由于二硫化钼中所含的硫份对于钢铁等金属表面具有良好的吸附特性，且能有效填盖机件的 微小凹陷部份，故有利于磨损或变形机件的润滑。 又因二硫化钼粉对金属表面具有良好的附着特性，故可调入润滑油中供轴承、齿轮、及滑动 面（Slideway）之润滑；以及混入高级润滑油脂中，供高温及大型而低速之滑动面，如车辆 的球形接头（BallJoint），货柜车的转向架（又称转向盘）等的润滑。 二硫化钼粉的纯度对于润滑效果影响亦大，故应选用结晶粒子小，纯度高的二硫化钼粉，且 不含磨擦性杂质者为主要要求。 二硫化钨（WoS2） 二硫化钨（TungstenDisulfide）也是耐高温的固体润滑剂，因含硫份，效果与二硫化钼相同， 但耐温可达 900～1000℃（1,652～1,832℉）。 结构性固体润滑剂有各种不同的产品，如图表二：
铝
铝层
镍
镍与镍铬合金
铜
铜与铜合金
锌
锌与锌合金
化学面层（转换薄膜）
除了一些暴露于空气下所自然形成的金属氧化物外，还有因化学或电子化学作用能在金属表
面形成固体的润滑薄膜。化学表面薄层如锌、铁、或磷酸镁的作用类似柔软的金属保护膜，
但它已不是金属物质而是金属盐。以磷酸处理在金属表面会产生一层薄膜，微晶、具极黏附
图表二结构性固体润滑剂
名称
英文名称
化学式
石墨
Graphite
C
氟化石墨
Graphitefluoride
(CFx)n
二硫化钼
Molybdenumdisulfide
MoS2
二硒化钼
Molybdenumdiselenide MoSe2
二硫化钨
Tungstendisulfide
WS2
二硒化钨 二硫化铌
Tungstendiselenide Niobiumdisulfide
Ceriumfluoride Bariumhydroxide Cadmiumchloride Cobaltchloride Zirconiumchloride
CeF3 Ba(OH)2 CdCl2 CoCl2 ZrCl2
氯化铅
Leadchloride
PbCl2
碘化铅
Leadiodide
PbI2
氮化硼
Boronnitride
润滑油、润滑脂的定义 http：//slontek.com readir.com 所谓润滑剂，简单地说是介于两个相对运动的物体之间，具有减少因接触而产生的摩擦与磨 损的物质。例如，润滑油与润滑脂都是润滑剂的一种。 润滑剂最重要的功能是减少摩擦与磨损，但在不同的应用上除具备这两项最重要的润滑功能 外，还具备其它不同的功能。润滑剂也因具动力媒介，热传导与绝缘等性能而用于非相对运 动体的一种纯功能性油。综合其所具备的功能如下： ●减少摩擦。●液压传动。 ●减少磨损。●防震。 ●降低温度。●密封。 ●防止生锈与腐蚀。●热传导。 ●清净。 ●绝缘。 二、润滑剂的种类 润滑剂若依其物理状态可分为下列四大类： 1.固体润滑剂（SolidLubricants） 2.气体润滑剂（GaseousLubricants） 3.液体润滑剂（LiquidLubricants） 4.半固体润滑剂（Semi-SolidLubricants） 图表 1.依物理状态之润滑剂分类
BN
硫酸银
Silversulfate
Ag2SO4
硼砂
Borax
Na2B4O7
滑石
Talc
Mg3(OH)2Si2O10
云母
Mica
KAI2(Si3Al)O10(OH)2
2.机械性固体润滑剂： 该分类中有不同种类的物质其润滑效果是以不同的物理，机械性能或特殊情况而定。 有机化合物（PTFE） 聚四氟乙烯（Poly-tetrafluoroethylene），简称「PTFE」及聚氟氯乙烯（Poly-chloro-fluoroethylene） 为耐高温润滑剂，性能优异。图表三列出一些使用的自身润滑有机化合物