各类润滑剂简介

一、润滑油、润滑脂的定义

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（Solid Lubricants）

2. 气体润滑剂（Gaseous Lubricants）

3. 液体润滑剂（Liquid Lubricants）

4. 半固体润滑剂（Semi-Solid Lubricants）

图表1.依物理状态之润滑剂分类

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（Active Extreme Pressure Lubricants）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」（Block Grease），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（Natural Graphite），呈片状或无定形状，来自于地下的石墨矿；二是人造石墨（Artificial Graphite），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。

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（Packing Grade Graphite）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（Molybdenum Disulfide，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（Ball Joint），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（Tungsten Disulfide）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：

图表二结构性固体润滑剂

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

图表三自身润滑有机化合物

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