Antimon-triszulfid

Az antimon-triszulfid jelenleg a leghatékonyabb fémszulfid a súrlódó iparban.

Kapcsolódó kifejezések:

Fém-szulfidok
Azbeszt
Nátrium-atom
Titán-dioxid
Szulfid
Grafit
Diszulfid
Jodid
Akut toxicitás
Súrlódó anyag

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Fém-szulfidok

6.4 Sb2S3: Az összes fémszulfid paradigma fékezéskor

Az antimon-triszulfid jelenleg a leghatékonyabb fémszulfid a súrlódó iparban. Ez a tény bizonyítja, hogy nemcsak a kenőhatásra van szükség, hanem a fémelem oxidképződése és oxidációs állapotának változása is meghatározó tényező.

Az Sb2S3 az ortorombos rendszerben kristályosodik. Mindegyik Sb atom három oxigénatomhoz kötődik, és a 6.8. Ábra szerint trigonális piramist alkot. A cella paraméterei a következők: a = 11,223 Å, b = 11,311 Å, c = 3,839 Å [8, 9]. Egyes szerzők kicserélik a cella paramétereit, bár az értékek meglehetősen hasonlóak. Ezenkívül a sejtparaméterek változnak, a hőmérséklet 20 ° C alatti monoklinikától ortorombáig terjed. Az anyag a c irányával párhuzamos Sb2S3 szalagokból áll (cellánként négy), amelyek az Sb4S6 szalagpárok láncait alkotják. A szomszédok Sb és S távolsága 3,11–3,64 Å tartományban van. Minden pár gyengén kapcsolódik a szomszédlánchoz. A gyengén összekapcsolt láncok kialakításának ez a jellemzője biztosítja a kenőanyag tulajdonságait.

6.8. Ábra Az Sb2S3 kristályszerkezete.

T. BenNasr, H. Maghraoui-Meherzi, H. BenAbdallah, R. Bennaceur, Az Sb2S3 kristály elektronikus szerkezete és optikai tulajdonságai, Physica B 406 (2011) 287–292.

A triboxidációs termékek lehetnek antimon-oxidok, amelyek mind Sb (III), mind Sb (V) tartalmat tartalmaznak. Az Sb2O3 fő termék ortorombos felépítésű és –O – Sb – O – Sb – O– láncokat képez, amelyek terminális oxigénatomokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz.

Hang 1

4645. Kálium-nitrát

[7757-79-1]

FPA H74, 1978; HCS 1980, 771

Alumínium, bárium-nitrát, kálium-perklorát, víz

Lásd: Alumínium: Fém-nitrátok stb.

Lásd: 1,3-Bisz (triklór-metil) -benzol: Oxidánsok

Bór, „Laminac”, triklór-etilén

MCA esettörténet 745. sz

A keverék 14 kg-os adagja, főleg bór- és kálium-nitrátból, a szintetikus gyanta ragasztó és az oldószer kisebb részével 5 perc múlva felrobbant. A súrlódási beavatkozási forrás több lehetőségét is megfontolták.

Kalcium-hidroxid, poliklórozott fenolok

Lásd: Kalcium-hidroxid: Poliklórozott fenolok stb.

Berger, F., Compt. rend., 1920, 170, 1492

Smolin, A. O., Chem. Abs., 1977, 86, 173758

A kálium-nitrát (vagy nátrium-nitrát) és a kalcium-szilikid (60:40) keveréke könnyen gyulladó alapozó, amely nagyon magas hőmérsékleten ég. Sok magas hőmérsékletű reakció elindítására képes [1]. A témát később megbeszélték, de részleteket nem fordítottak le [2].

Ishida, H. és mtsai., Chem. Abs., 1988, 109., 56797

A kálium-nitrát-cellulóz keverékek hőreakcióval kapcsolatos veszélyeit az ARC értékelte. A sztöcheiometrikus keverékek (nulla oxigénmérleg) a legalacsonyabb gyulladási hőmérsékletet mutatták.

Partington, 1967, 744

A nitrid az olvadt nitráttal duzzad.

Winfield, J., The Fernandea Gunpowder Mills, 20 (Private public. Szerző: 21 New

Rd, Whaley Bridge, SK23 7JG, Egyesült Királyság), 1996

Egy korai kínai kézirat arra figyelmeztet, hogy ennek a keveréknek az elárasztása veszélyezteti a kísérletező szakállát. A puskapor valószínű előfutára.

Lásd: Laktóz: Oxidánsok

MRH Antimon-triszulfid 2.30/37, titán-diszulfid 3.42/26

Mellor, 1939, Vol. 9, 270, 524

Mellor, 1941, 1. évf. 3, 745; Vol. 7, 91, 274

Mellor, 1943, Vol. 11, 647

Pascal, 1963, Vol. 8,3, 404

A kálium-nitrát antimon-triszulfiddal [1], bárium-szulfiddal, kalcium-szulfiddal, germánium-monoszulfiddal vagy titán-diszulfiddal alkotott keverékei hevítés közben felrobbannak [2]. Az arzén-diszulfiddal alkotott keverék felrobbanhat, és a kén hozzáadása pirotechnikai összetételt eredményez [2]. A molibdén-diszulfiddal alkotott keverékek szintén felrobbanhatnak [3]. Az olvadékkeverékekben lévő szulfidokkal való kölcsönhatás erőszakos.

MRH alumínium 7,15/35, vas 1,55/53, magnézium 7,57/42, nátrium 3,10/58

Mellor, 1941, 1. évf. 7, 20, 116, 261; 1939. évf. 9, 382

Kálium-nitrát és porított titán, antimon vagy germánium keverékei melegítéskor és cirkóniummal felrobbannak a keverék fúziós hőmérsékletén.

MRH szén 3,26/13, foszfor (sárga) 3,14/27, kén 2,97/21

MCA esettörténet 1334. sz

Mellor, 1946, Vol. 5, 16

Brede, U., Chem. Abs., 1981, 94. o, 86603

Leleu, Cahiers, 1980, (99), 278. o

Mellor, 1941, 1. évf. 2, 820, 825; 1963, Vol. 2, Suppl. 1939. évi 2.2

Mellor, 1940. évf. 8, 788

Mellor, 1939, Vol. 9., 35

A finom eloszlású bór pirotechnikai keveréke meggyulladt és felrobbant, amikor az alumínium edényt ledobták [1]; (az alumínium tartály is érintett lehet). A bór nem támadható meg 400 ° C alatt, de fúziós hőmérsékleten vagy alacsonyabb hőmérsékleten van, ha bomlástermékek (nitritek) vannak jelen [2]. A keveréket hajtóanyagként is értékelték [3]. A por alakú szén érintkezése a nitráttal 290 ° C-on erőteljes égést okoz [4], és egy keverék felrobban hevítés közben. A puskapor a legrégebbi ismert robbanóanyag, amely kálium-nitrátot, faszenet és ként tartalmaz, ez utóbbi a gyulladási hőmérséklet csökkentése és az égés sebességének növelése érdekében [5]. A fehér foszfor és a kálium-nitrát keverékei ütközéskor felrobbannak, a vörös foszforral alkotott keverék hevítésre erőteljesen reagál [6]. A kálium-nitrát és arzén keverékei erőteljesen felrobbannak a meggyújtáskor [7].

MRH anilin 3,51/13, aceton 3,47/15, etanol 3,31/16, toluol 3,56/12

Smith, A. J., Quart. Natl. Tűz Prot. Assoc., 1930, 24., 39—44

Publikálatlan információ, 1979

A bálázott tőzegmoha mellett elhelyezett szövetzsákokban lévő kálium-nitrát hajótűzbe keveredett, és gyors lángterjedést és robbanásokat okozott [1]. Egy új szállító hőátadó sóját adták a kísérleti üzem reaktor sófürdőjéhez. Körülbelül 12 órával a fürdő tartalmának megolvasztása után a melegítés megkezdése után tompa robbanás következett be, ami szerves szennyeződéseknek tulajdonítható az új sóban [2].

Lásd fent a Cellulóz.

Lásd: Nátrium-nitrát: Juta stb.

Yoshida, 1980, 192

Megadjuk az oxidálható anyagokkal 19 kombinációra számított MRH értékeket.

Mellor, 1940. évf. 8, 839, 845

A bór-foszfid megolvad nitrátokban; a nitrát és a réz (II) foszfid keverékei felrobbannak hevítéskor, és a réz-monofoszfiddal alkotott keverékek robbannak az ütközéskor.

Mellor, 1941, 1. évf. 2, 820

A kálium-nitrát nátrium-foszfáttal és nátrium-tioszulfáttal alkotott keverékei robbanékonyak, az előbbi meglehetősen erős.

Lásd más REDOX REAKCIÓK

Pieters, 1957, 30

A keverékek robbanásveszélyesek lehetnek.

Lásd: Tórium-dikarbid: Nemfémek stb.

Lásd más FÉMNITRÁTOK, OXIDÁNOK

Antimon

Emberi

A véletlenszerű mérgezések akut toxicitást eredményezhetnek, ami hányást és hasmenést okoz. Az antimon toxicitással kapcsolatos legtöbb információt ipari expozícióból nyerték. A foglalkozási expozíció általában antimonvegyületeket tartalmazó porok belégzésével történik. Az antimon-triszulfidnak (amelyet pigmentként és gyufagyártásban használnak) 3,0 mg m −3-nál nagyobb koncentrációban ki vannak téve a szívbetegségeknek és meghaltak. Ezenkívül átmeneti bőrkiütés, az úgynevezett „antimonfoltok” fordulhat elő azoknál a személyeknél, akik krónikusan ki vannak téve antimonnak a munkahelyen. Az antimon-hidrid (sztibin-gáz) belégzése hemolitikus vérszegénységhez, veseelégtelenséghez és hematuriához vezethet. A sztibingáz akkor keletkezik, amikor az antimonötvözeteket savakkal kezelik.

Szénanyagok

7.8 Szénanyagok súrlódási viselkedése

Úgy tűnik, hogy a grafit kiegyensúlyozott arányban jól működik a fém-szulfidokkal összekapcsolva. Nem azbesztes szerves NAO formula Kim és mtsai. megfelelő arányban talált 6 tömeg% grafitot és 3 tömeg% antimon-triszulfidot [2]. Csökkentett nyomásérzékenységet állapítottak meg 1–7 MPa intervallumban, és jó stabilitást mutattak 10 és 100 km h - 1 közötti sebességnél egy valódi fékezésű, de 0,44 kg m 2 tehetetlenségi vizsgálattal. Hasonló eredményeket találtak Cho és mtsai. az antimon-triszulfid és a grafit közötti szinergia hangsúlyozása a súrlódási együttható stabilizálásában [3]. Ezt a viselkedést a súrlódó filmnek tulajdonították. Egyértelmű bizonyítékot azonban nem mutattak be.

Úgy tűnik, hogy a részecskeméret fontos a stabilitás növelésében és a sebességre és a nyomásra való érzékenység csökkentésében. Egy vizsgálat során a legkisebb tesztelt méret (21 μm) javult ezen tulajdonságokon [4]. Ezt a mérethatást hangsúlyozzák a forró pont megjelenése is. Még egyszer, a 21 μm-es, nagyobb hővezető képességű (2,83 W m - 1 K - 1) kis méretű részecskék késleltetik a forró foltok megjelenését és csökkentik a hő lokalizációjának jelenségét.

A szulfidok egyik lehetséges hatása, hogy mivel oxidálódnak, bizonyos mértékben megakadályozhatják a grafit roncsoló oxidációját az érintkező felület magas hőmérsékletén, elősegítve ezzel a grafit alaprajzának az érintkezési réteghez való tapadását vagy rotor) vegyes oxidokból áll, beleértve az oxidált szulfidot is. A grafit ebben az esetben mérsékelten ken, ahelyett, hogy gyorsan eltávolítaná kopott törmelékként. Ennek a hipotézisnek az alátámasztására az Sb2S3 oxidáló hőmérsékleti tartománya 400 és 600 ° C között van, a grafit 700 ° C-nál kezdődő oxidálása (égése) előtt. Másrészt a MoS2 600 ° C körül oxidálódik, de a MoO3 700 ° C körül szublimálódik, közvetlenül a grafit oxidációja előtt, amint azt a 7.9. Ábra termikus gravimetriai görbéi mutatják .

7.9. Ábra MoS2, Sb2S3 és grafit minta TGA görbéi.

M.H. Cho, J. Ju, S.J. Kima, H. Jang, A szilárd kenőanyagok (grafit, Sb2S3, MoS2) tribológiai tulajdonságai gépjárműfék-súrlódó anyagokhoz, Wear 260 (2006) 855–860.

Ez a tény magyarázhatja, hogy a MoS2 viselkedése miért különbözik annyira az Sb2S3 viselkedésétől a grafittal. A MoO3 szublimálása hasonló hatást vált ki, mint az égéskor keletkező grafitveszteség: gázfólia keletkezik, amely drasztikusan csökkenti a súrlódási együtthatót, és az anyagveszteséget nem pótolja más termék. Ez tükröződik a súrlódási tesztekben, ahol a MoS2 szinte semmilyen hatását nem tapasztalták a súrlódás stabilizálásában vagy az elhalványulás csökkentésében, amint azt a 7.10. Ábra mutatja. .

7.10. Ábra A súrlódási együttható változása a lemez hőmérsékletének függvényében az A, B és C minták vontatási tesztje során.

M.H. Cho, J. Ju, S.J. Kima, H. Jang, A szilárd kenőanyagok (grafit, Sb2S3, MoS2) tribológiai tulajdonságai gépjárműfék-súrlódó anyagokhoz, Wear 260 (2006) 855–860.

Figyelemre méltó kiemelni, hogy ez szinergikus hatás, mivel a grafit szulfid nélkül vagy fordítva nem csökkenti hatékonyan sem a sebességet, sem a nyomásérzékenységet.

Két szempont tűnik fontosnak a grafit esetében: a kis szemcseméret és a szinergia a fémszulfidokkal, különösen azok, amelyek oxidjai a grafit oxidációja után szublimálódnak. A kis részecskeméret hatása valószínűleg a kenőanyag jobb eloszlásával függ össze az érintkezési felületen. A szinergikus hatásról nem szabad megfeledkezni arról, hogy köztudott, hogy a grafénrétegek szélein a szén heteroatomokhoz, például oxigénhez és hidrogénhez kapcsolódik. Az élek nagyon instabilak, ezért hajlamosak reagálni, például a levegőben lévő oxigénnel. A hidroxidcsoportok és karbonilcsoportok kapcsolódnak a szélső terminális szénatomokhoz; viszont ezek a funkcionális csoportok tovább reagálhatnak a fémszulfidot megkötő grafittal az érintkező felületen tapadó oxidált szulfiddal. A 7.11. Ábra a grafitrétegek szélén lévő szénatomokhoz kötött oxigént ábrázolja, amely reakcióba léphet szulfidokkal a két anyag megkötésére.

7.11. Ábra A szulfidból származó fém-oxidhoz oxidált grafén lamella kapcsolódik. A szélső szénatomokhoz kötött oxigénatomok azok, amelyek reagálnak a fémszulfiddal.

Ezt a mechanizmushipotézist a következõképpen lehet összefoglalni: (a) fémszulfidok tapadnak a korong felületére puha lamellás vagy láncszerkezetük miatt; (b) a szulfidok általában oxidálódnak, meglehetősen puha jellemzőkkel rendelkeznek; (c) a grafit által oxidált élek kötődnek a fémszulfidhoz/-oxidhoz és megcsúsznak; d) a grafit oxidációval végül elpusztul, vagy nanorészecskékként beépül a kompozit filmbe.

Ez a lehetőség ismertebb a grafénra összpontosító legújabb tanulmányok miatt, amelyek bizonyítékot szolgáltattak a grafén éllel összekötő kötéseinek reakciójára a fémoxidokkal [6].

A leírt esetben a grafit és a fém-szulfidok közötti szinergiát a grafit és a szulfidok közötti közvetlen kölcsönhatásként értelmezik (kötések keletkeznek). Azonban továbbra is megvitatható, hogy ez a kölcsönhatás miként okozza a megfigyelt végső súrlódási tulajdonságokat. Ennek oka alapvetően két különböző jelenség lehet: (i) a grafit oxidációjának megakadályozása a grafit legaktívabb helyeit elfoglaló fémszulfiddal, vagy (ii) az alapgrafitos sík lehorgonyzása a fémszulfidhoz (oxidhoz) a síkközi csúszás elősegítése érdekében.

Antimon

Emberi

A véletlenszerű mérgezések akut toxicitást eredményezhetnek, ami hányást és hasmenést okoz, hasonlóan az arzénmérgezéshez. Az antimon toxicitással kapcsolatos legtöbb információt ipari expozícióból nyerték. A foglalkozási expozíció általában antimonvegyületeket tartalmazó porok belégzésével történik. Hat dolgozó, akik antimon-triszulfidnak voltak kitéve (pigmentként és gyufatermelésben használták) 3,0 mg m −3-nál nagyobb koncentrációban egy csiszolótárcsákat gyártó üzemben, szívbetegségeket tapasztaltak és meghaltak, a környezetben dolgozó lakosság többi része pedig korlátozott mértékben szív- és érrendszeri változások. Az antimon-hidrid (sztibin-gáz) belégzése hemolitikus vérszegénységhez, veseelégtelenséghez és hematuriához vezethet. A sztibingáz akkor keletkezik, amikor az antimonötvözeteket savakkal kezelik. Úgy gondolják, hogy az APT minimális orális letális dózisa 300 mg, felnőtteknél 1200 mg.

Környezetbarát kompozitok az agrárhulladékból származó fékbetétekhez: áttekintés

4.10 Kenderszálak

A természetes kenderrostból és a környezetbarát geopolimerből, mint a szintetikus kevlárrostok és a fenolgyanta frakciópótlójából álló módosított képletet Lee és Filip (2013) közölte. A T-alapminta 3,4 tömeg% Kevlar rostot, 9,5 tömeg% fenolgyantát, 3,6 tömeg% antimon-triszulfidot és 8,0 tömeg% rézet tartalmaz. A módosított minták 0% antimon-triszulfidból, 0% rézből és 1,7 tömeg% kenderrostból állnak. A T 403 és T 303 minták 3,8, illetve 2,9 tömeg% geopolimert tartalmaznak. A Dyno eredmény azt mutatja, hogy a módosított minták teljesítménye jobb a T-alapvonalhoz képest, amikor a fék hőmérséklete felemelkedik az SAE 2430 teszt elhalványult szakaszában. A T303, a T403 és a T-alapvonal elhalványult szakaszának tipikus hatékonysága 0,41, 0,37 és 0,33. Mégis, a módosított minták nagyobb kopási sebességet mutatnak, mint a T-alapvonal. A T-alapvonal vastagsága 0,37 mm, míg a T403 és a T303 minták 2,36 mm és 1,43 mm vastagságot vesztettek, amint azt a 15. ábra mutatja .

15. ábra A vizsgált minták átlagos (a) vastagsága és (b) súlyvesztesége a Dyno-tesztek után.

Sokszorosítva Lee, P.W., Filip, P., 2013. Cu-mentes és Sb-mentes, környezetbarát autóipari fékanyagok súrlódása és kopása. Viseljen 302., 1404–1413.

Emellett az Egyesült Királyságban a Sustainable Technologies Initiative (STI) kutatói kitalálták a megújuló, fenntartható növények, köztük a kender felhasználásával fenntarthatóbb fékbetétek előállításának módját (Morley, 2007). Az új termelési eszköz kendert használ az aramidszál helyett, de a teljesítmény romlása és a környezetre gyakorolt kevésbé alacsonyabb költségek mellett. A projekt egy új fenntartható kenőanyaggal, az Enviro-Lube nevű anyaggal kapcsolódik, amelyet a partner PBW Metal Products Ltd. gyárt. Az új anyagot a Tibrake projekt támogatására tervezték, és nem tartalmaz nehézfémeket.