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Analyse et technologie des surfaces
de l’atmosphère ambiante. Les propriétés lubrifiantes d’un revêtement de graphite
disparaissent vers 400˚C avec l’oxydation en CO 2 et avec la vaporisation de l’eau
adsorbée. Dans une atmosphère sèche ou sous vide poussé, les expériences ont
montré que les résultats moins satisfaisants obtenus avec le graphite proviennent de
sa faible adhérence sur les surfaces.
Le carbone sous forme amorphe ou en structure proche du diamant déposé
sous vide fait l’objet d’études nombreuses avec de très bons résultats en frottement
et en usure. Ces résultats sont extrêmement sensibles à la procédure de déposition.
Le bisulfure de molybdène est un solide de structure cristallographique lamellaire différente de celle du graphite qui s’utilise, soit sous sa forme pulvérulente originelle, soit en films minces agglomérés par un liant. Son comportement au frottement varie considérablement avec la température et avec l’atmosphère ambiante. Le
MoS 2 est très sensible à l’humidité relative et à la présence de vapeurs organiques.
Les meilleurs résultats sont obtenus sous vide poussé, ou dans une atmosphère
sèche. On observe ici le comportement inverse de celui du graphite. Avec l’augmentation de la teneur en H 2 S, la corrosion, accélérée par l’action mécanique du frottement, peut provoquer la rupture du film et entraîner l’augmentation irréversible du
coefficient de frottement. L’oxydation du MoS 2 , qui dépend de la taille des particules, de l’humidité relative, de la teneur en oxygène, le transforme entre 320 et 400˚C
en un composé abrasif, MoO 3 , et un composé sulfuré, SO 2. Avec l’oxydation apparaissent alors simultanément des problèmes d’abrasion et de corrosion. A ces températures, dans une atmosphère oxydante, le MoS 2 n’est donc plus considéré
comme un lubrifiant solide efficace.
La stabilité thermique du MoS 2 est augmentée avec des films liants contenant
des métaux, du Na 2 O-SiO ou d’autres composés. Sous vide poussé ou dans une
atmosphère inerte, le MoS 2 présente une bonne stabilité thermique jusqu’à 900˚C.
D’autres solides à structure lamellaire ont été étudiés. Parmi ceux-ci, les
meilleurs résultats sont obtenus avec les composés: CdC1 2 , CoC1 2 , CdI 2, PbI 2 ,
HgI 2, AgI, Ag 2 SO 4, CcuBr 2 . Les performances de ces produits sont cependant inférieures à celles du MoS 2 . Les composés de structure très voisine à celle du MoS 2 en
particulier le WS 2 , le WSe 2 , le TaSe 2 et le Ta, résistent mieux à l’oxydation et par là
même présentent des caractéristiques de frottement et d’usure en fonction de la
température comparables à celles du MoS 2 . Parmi ces matériaux, le WS 2 a été étudié plus intensivement. Sa présentation et ses propriétés lubrifiantes sont très voisines de celles du MoS 2 . Sa structure cristalline lui confère une faible résistance au
cisaillement. Dans l’air et sous vide poussé, il conserve son pouvoir lubrifiant à des
températures légèrement supérieures à celles du MoS 2.
Le bisulfure et le biséléniure de molybdène, de tungstène et de niobium combinés avec le PTFE et l’argent ou avec le bronze peuvent être utilisés sous vide
poussé. Les propriétés lubrifiantes de ces composés ne sont cependant pas comparables à celles du MoS 2 ou du WS 2 . Ils présentent néanmoins une bonne résistance à
l’usure et une stabilité thermique accrue. Il en est de même pour le nitrure de bore,
applicable à haute température (tab. 25.4).
Analyse et technologie des surfaces
de l’atmosphère ambiante. Les propriétés lubrifiantes d’un revêtement de graphite
disparaissent vers 400˚C avec l’oxydation en CO 2 et avec la vaporisation de l’eau
adsorbée. Dans une atmosphère sèche ou sous vide poussé, les expériences ont
montré que les résultats moins satisfaisants obtenus avec le graphite proviennent de
sa faible adhérence sur les surfaces.
Le carbone sous forme amorphe ou en structure proche du diamant déposé
sous vide fait l’objet d’études nombreuses avec de très bons résultats en frottement
et en usure. Ces résultats sont extrêmement sensibles à la procédure de déposition.
Le bisulfure de molybdène est un solide de structure cristallographique lamellaire différente de celle du graphite qui s’utilise, soit sous sa forme pulvérulente originelle, soit en films minces agglomérés par un liant. Son comportement au frottement varie considérablement avec la température et avec l’atmosphère ambiante. Le
MoS 2 est très sensible à l’humidité relative et à la présence de vapeurs organiques.
Les meilleurs résultats sont obtenus sous vide poussé, ou dans une atmosphère
sèche. On observe ici le comportement inverse de celui du graphite. Avec l’augmentation de la teneur en H 2 S, la corrosion, accélérée par l’action mécanique du frottement, peut provoquer la rupture du film et entraîner l’augmentation irréversible du
coefficient de frottement. L’oxydation du MoS 2 , qui dépend de la taille des particules, de l’humidité relative, de la teneur en oxygène, le transforme entre 320 et 400˚C
en un composé abrasif, MoO 3 , et un composé sulfuré, SO 2. Avec l’oxydation apparaissent alors simultanément des problèmes d’abrasion et de corrosion. A ces températures, dans une atmosphère oxydante, le MoS 2 n’est donc plus considéré
comme un lubrifiant solide efficace.
La stabilité thermique du MoS 2 est augmentée avec des films liants contenant
des métaux, du Na 2 O-SiO ou d’autres composés. Sous vide poussé ou dans une
atmosphère inerte, le MoS 2 présente une bonne stabilité thermique jusqu’à 900˚C.
D’autres solides à structure lamellaire ont été étudiés. Parmi ceux-ci, les
meilleurs résultats sont obtenus avec les composés: CdC1 2 , CoC1 2 , CdI 2, PbI 2 ,
HgI 2, AgI, Ag 2 SO 4, CcuBr 2 . Les performances de ces produits sont cependant inférieures à celles du MoS 2 . Les composés de structure très voisine à celle du MoS 2 en
particulier le WS 2 , le WSe 2 , le TaSe 2 et le Ta, résistent mieux à l’oxydation et par là
même présentent des caractéristiques de frottement et d’usure en fonction de la
température comparables à celles du MoS 2 . Parmi ces matériaux, le WS 2 a été étudié plus intensivement. Sa présentation et ses propriétés lubrifiantes sont très voisines de celles du MoS 2 . Sa structure cristalline lui confère une faible résistance au
cisaillement. Dans l’air et sous vide poussé, il conserve son pouvoir lubrifiant à des
températures légèrement supérieures à celles du MoS 2.
Le bisulfure et le biséléniure de molybdène, de tungstène et de niobium combinés avec le PTFE et l’argent ou avec le bronze peuvent être utilisés sous vide
poussé. Les propriétés lubrifiantes de ces composés ne sont cependant pas comparables à celles du MoS 2 ou du WS 2 . Ils présentent néanmoins une bonne résistance à
l’usure et une stabilité thermique accrue. Il en est de même pour le nitrure de bore,
applicable à haute température (tab. 25.4).