JP5911938B2 - 球状二硫化モリブデン粉末、二硫化モリブデンコーティング、およびその生産方法 - Google Patents
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
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Description
デン粉末、そのような粉末の作製方法、および二硫化モリブデンコーティングに関する。
回収されるが、“非一次的”鉱区から得られる二次的または副産物としての輝水鉛鉱から
回収することもできる。例えば、二次的輝水鉛鉱は、二次的輝水鉛鉱が典型的には銅含有
材料(例えば硫化銅)と組み合わさっている銅山から得ることができる。そのような場合
、二硫化モリブデン濃縮物が、硫化銅−二硫化モリブデンの分離プロセスから副産物とし
て得られる。
が内部に広く分散している(例えば、鉱体全体のほんの約0.03〜0.6重量%の平均
濃度で)ケイ酸化花崗岩組成物からなる。MoS2含有鉱石(例えば輝水鉛鉱)のもっと
も大きい供給源の1つは、現在Climax Molybdenum Companyに
より操業されているコロラド州(米国)Empire付近のHendersonモリブデ
ン鉱山であるが、世界中の他の鉱区でもこの材料が大量に産出される可能性がある。He
nderson鉱山は“一次的”鉱山とみなされており、大量の輝水鉛鉱鉱石を産出する
ことができる。
石のサイズを複数の小さな粒子(例えば、典型的には約100U.S.メッシュ未満の粒
径を有する)まで小さくする。その後、鉱石粒子をさらに処理して、該粒子から望ましい
MoS2を取り出す。この処理段階は、さまざまな技術、例えば、さまざまな炭化水素組
成物およびこの目的に関し当分野で公知の湿潤剤が採用される泡沫浮選抽出手順を用いて
、達成することができる。結果として、望ましいMoS2を、鉱石に基づく廃棄材料(す
なわち“脈石”)、例えば、シリカ、シリケート、粘土、および他の不要な材料から、効
果的に分離することができる。望ましいMoS2組成物は、脈石と比較してその重量およ
び密度レベルが非常に小さいため、浮遊泡沫中で容易に分離される。
のいずれかからのもの)を乾燥し、大きさに従って分級して(例えば、粉砕およびそれに
続く分級段階により)、望ましいグレードおよび粒径を有する二硫化モリブデン粉末生産
物を生産することができる。二硫化モリブデンの代表的グレードとしては、“工業用”、
“工業用上級”および“最上級”グレードが挙げられるが、他のグレードも公知あり、市
販されている。工業用グレードの二硫化モリブデンは、典型的には約98%(重量に基づ
く)の二硫化モリブデンを含み、残りは、多種多様な因子に応じて、さまざまな量の鉄、
三酸化モリブデン、水、油、および炭素を含む。
的で、用いることができる。例えば、二硫化モリブデン粉末は、“乾燥した”形で、また
は、さまざまな油およびグリースと組み合わせて、潤滑剤として一般に用いられる。二硫
化モリブデンはまた、広範な物品のいずれかの上部に、典型的にはそのような材料の潤滑
性を向上させるために、二硫化モリブデンのコーティングを形成するために用いることが
できる。二硫化モリブデン粉末を、さまざまな材料、例えば、金属、金属合金、樹脂、お
よびポリマーと組み合わせて、それらの性質を向上させることもできる。
形成される実質的に球形の二硫化モリブデン粒子を含む。該二硫化モリブデン粉末は、流
動性を有し、均一な密度を示す。
前駆体材料供給物を提供する段階;液体供給物を提供する段階;バインダー供給物を提供
する段階;二硫化モリブデン前駆体材料を液体およびバインダーと組み合わせてスラリー
を形成する段階;該スラリーを高温ガス流中にフィードする段階;および、二硫化モリブ
デン粉末を回収する段階、これに関し、該二硫化モリブデン粉末は、概してフレーク様の
副粒子の凝集により形成される実質的に球形の二硫化モリブデン粒子を包含する。
ングが、二硫化モリブデン球状粉末の個々の粒子を物品上に付着させ、これにより、二硫
化モリブデン球状粉末の個々の粒子を物品と結合させることにより形成されており、該二
硫化モリブデン球状粉末が、概してフレーク様の副粒子の凝集により形成される実質的に
球形の二硫化モリブデン粒子を含む、前記物品も開示する。
粒子の凝集により形成される実質的に球形の二硫化モリブデン粒子を含む、二硫化モリブ
デン球状粉末を提供する段階;および、該二硫化モリブデン球状粉末を基材上に付着させ
て表面コーティングを形成する段階。
本発明のさまざまな態様に従った二硫化モリブデン球状粉末生産物10を図1〜4に写
真で示す。これは、図5に例示するプロセス12により生産することができる。大まかに
言えば、二硫化モリブデン球状粉末生産物10は複数の概して球形の粒子14を含み、粒
子14は、図2でよくわかるように、それ自体がより小さな副粒子16の凝集体である。
副粒子16は、一緒に密着または凝集しているフレーク様またはプレート様粒子を含み、
これにより概して球形の粒子14を形成している。したがって、球形の凝集粒子14は、
概して平滑で球形度の高い外側表面を有するが(例えば、図1に示すように)、それにも
関わらず、ラメラ型構造を含む(例えば、図2および図3に示すように)。したがって、
本発明に従った二硫化モリブデン球状粉末生産物10は、選択的に“積層フレークで作ら
れた球体”と特徴付けることができる。
、すなわち、図3でよくわかるように、非中空である。しかしながら、他の球状粒子14
は、図4でよくわかるように、シェル様または中空の構造であることができる。これに加
えて、概して球形の凝集粒子14は、図3、4、9および10に写真で示されている粒子
14の比較的平滑でほぼつるつるの外観により証明されるように、薄いフィルムまたはコ
ーティングを上部に有すると思われる。今のところ、粒子14上の薄いフィルムまたはコ
ーティングは、噴霧乾燥プロセス中に粒子14の表面に運ばれる残留量のバインダー22
または分散剤24(またはその何らかの組み合わせ)を含むと考えられる。薄い表面フィ
ルムまたはコーティングは、粒子14に、従来の二硫化モリブデン粉末には付随しない追
加的な利点および有益な特性を十分にもたらすことができる。例えば、薄いフィルムまた
はコーティングは、粒子14を構成する二硫化モリブデンとさまざまなガス(例えば酸素
)が反応するのを妨げる(または実質的に減じる)バリヤーを作り出すことができる。そ
のようなバリヤーの効果は、薄いフィルムまたはコーティングがバインダー22または分
散剤24材料(またはその何らかの組み合わせ)を含む場合に、とりわけ考えられる。
れる二硫化モリブデン球状粉末生産物10は、従来法で生産される流動性のない二硫化モ
リブデン粉末とは異なり、概して極めて流動性が高い。例えば、本明細書中に記載する代
表的な球状粉末生産物の態様10は、材料50グラムあたり約105秒(s/50g)か
ら約73s/50g程度の低さ(すなわち、より流動性が高い)までのHall流動性を
示す。
される同様のサイズの二硫化モリブデン粉末に匹敵する密度を示す。さらに、本明細書中
の教示に従って生産される粉末生産物10の密度は非常に均一であり、粉体密度のばらつ
きはわずかにしか観察されない。例えば、本明細書中に記載する粉末生産物の態様は、約
0.9g/cc〜約1g/ccの範囲のScott密度、約1.1g/cc〜約1.2g
/ccの範囲のタップ密度、および約0.9g/cc〜0.95g/ccの範囲のHal
l密度を示した。
または方法12により生産することができる。簡潔に記載すると、プロセス12は二硫化
モリブデン(MoS2)前駆体材料18の供給物を提供することを含むことができる。二
硫化モリブデン前駆体材料18を、水などの液体20のほか、バインダー22および分散
剤24と組み合わせて、パルプまたはスラリー26を形成する。一態様では、液体20、
バインダー22および分散剤24を一緒に組み合わせてから二硫化モリブデン前駆体材料
18を加えてスラリー26を形成するが、さまざまな構成成分を他の順序で組み合わせて
もよい。その後、得られたスラリー26、すなわち、二硫化モリブデン前駆体材料18、
液体20、バインダー22および分散剤24を含むスラリーを、スラリー26が十分に混
合される、すなわち、実質的に均質になるように、必要に応じて(例えばミキサー28に
より)混合することができる。その後、スラリー26を噴霧乾燥機30中にフィードして
、二硫化モリブデン球状粉末生産物10(例えば、図1〜4に例示したもの)を生産する
ことができる。
をプロセス31で用いて、被コーティング生産物38を形成することができる。あるいは
、二硫化モリブデン球状粉末生産物10は、多種多様な他のプロセスおよび用途に用いる
ことができ、そのいくつかを本明細書中に記載する。特定のプロセスおよび/または用途
によっては、二硫化モリブデン粉末生産物10を、その生産したまま、または“未処理の
”形で、フィード原料32としてプロセス31に用いることができる。あるいは、“未処
理の”球状粉末生産物10を、粉末フィード原料32として用いる前に、例えば、篩い分
けもしくは分級34によるか、加熱36によるか、またはそれらの組み合わせにより、さ
らに処理してもよい。
た形にあるもの)を段階40で基材または物品38の少なくとも一部分の上に付着させて
、物品38上に表面コーティング42を形成または作り出すことができる。例として、一
態様において、被コーティング物品38(すなわち、MoS2表面コーティングが上部に
提供されているもの)は、滑り軸受44を含むことができる。あるいは、そのような二硫
化モリブデン表面コーティング42は、広範な他のタイプの基材および/または物品のい
ずれかに施用することができる。
の付着プロセス40は、粉末生産物10が物品38に結合して表面コーティング42を形
成するように十分なエネルギーをフィード原料材料32に与えることができる、広範な溶
射タイプの付着プロセスのいずれかを含むことができる。そのような表面コーティング4
2の形成に適した溶射付着プロセスとしては、さまざまなタイプの熱溶射、プラズマ溶射
、および高速酸素燃料溶射(HVOF)付着プロセスが挙げられる。コールドスプレー付
着プロセスを用いることもできる。
”で、すなわち、付着プロセス40から直接、用いることができる。あるいは、被コーテ
ィング物品38を、例えば、機械加工/表面仕上げ46、磨き仕上げ48、または他のプ
ロセスによりさらに処理することができ、この場合、被コーティング物品38は、処理さ
れた被コーティング物品を含むことになる。
の二硫化モリブデン粉末には見いだされないいくつかの独特な構造的特徴、形態、および
特性を示す。例えば、形態学的には、二硫化モリブデン粉末生産物を構成する球形粒子1
4は当分野で知られていない。対照的に、従来法により生産される従来の二硫化モリブデ
ン粉末は、事実上フレーク様またはプレート様である個々の粒子により特徴付けられる。
れにより測定したもの)においてだけでなく、まったく流動性を有さない従来の二硫化モ
リブデン粉末との比較においても、高い流動性を有する粉末をもたらす。本発明の二硫化
モリブデン粉末の高い流動性により、それらは、流動性が重要であるさまざまな粉末プロ
セスでの使用に非常に適したものになる。したがって、本発明の流動性二硫化モリブデン
粉末は、従来の二硫化モリブデン粉末では流動性を欠くため今のところ利用することがで
きない広範なプロセスのいずれかに、有利に用いることができる。
モリブデン粉末に付随する密度に匹敵する密度を有する。さらに、本発明の球状粉末生産
物の密度は非常に均一でもあり、さまざまな粉末のロット間で密度のばらつきはわずかに
しか観察されない。
状粉末生産物を、広範囲の用途において有利に用いることが可能になる。用途の多くは現
在知られているが、それ以外の用途は依然として開発する必要があり、ここで、該球状粉
末生産物の好都合な密度および流動特性を活用することができる。例えば、二硫化モリブ
デン球状粉末生産物10の高い流動性により、該粉末生産物を多種多様な溶射タイプの付
着プロセスに有利に用いて、二硫化モリブデンの表面コーティングを形成することが可能
になる。
記載してきたが、ここで、二硫化モリブデン球状粉末生産物10のさまざまな態様、それ
らの生産方法12、および粉末10のさまざまな代表的用途を、詳細に記載する。
ロセス12に従って調製することができる。プロセス12は、二硫化モリブデン前駆体材
料18の供給物を提供することを含むことができる。二硫化モリブデン前駆体材料18は
、広範な粒径のいずれかを有する二硫化モリブデン粉末材料を含むことができる。一般的
に言うと、約1μm〜約30μmの範囲の粒径を有する二硫化モリブデン粉末が良好に作
用し、プロセス12に用いることができる。二硫化モリブデンの適したグレードとしては
、“工業用”、“工業用上級”および“最上級”グレードが挙げられる。
料18として)は、Climax Molybdenum Company,a Fre
eport−McMoRan Company,Ft.Madison Operati
ons,Ft.Madison,アイオワ州(米国)から市販されている。あるいは、他
の供給源から入手可能な二硫化モリブデン粉末を用いることもできる。例として、いくつ
かの態様において、二硫化モリブデン前駆体材料18は、Climax Molybde
num Companyから市販されている工業用上級グレードの二硫化モリブデン粉末
を含む。他の態様において、二硫化モリブデン前駆体材料18は、やはりClimax
Molybdenum Companyから入手可能な最上級グレードの二硫化モリブデ
ン粉末を含む。
22および分散剤24と混合して、パルプまたはスラリー26を形成することができる。
一態様では、液体20、バインダー22および分散剤24を一緒に組み合わせてから、二
硫化モリブデン前駆体材料18を加える。あるいは、本明細書中に提供する教示について
よく理解した後に当業者には明らかになるように、多様な因子に応じて、スラリー26を
構成するさまざまな構成成分を他の順序で組み合わせてもよい。したがって、本発明は、
スラリー26のさまざまな構成成分を組み合わせるための任意の特定の順序に限定される
とみなすべきではない。
前駆体材料が噴霧乾燥機30で微細な液滴に霧化されるのを可能にする。一般的に言うと
、液体20は水を含むことができるが、本明細書中に提供する教示についてよく理解した
後に当業者には明らかになるように、他の液体、例えば、アルコール、揮発性液体、有機
液体、およびそのさまざまな混合物を用いることもできる。したがって、本発明は、本明
細書中に記載する特定の液体20に限定されるとみなすべきではない。しかしながら、例
として、本明細書中に示し記載する特定の態様において、液体20は脱イオン水を含む。
末生産物10を構成する概して球形の粒子14を形成をするのを補助する。したがって、
バインダー22は、当分野で現在知られているか、この目的に適していて今後開発される
可能性がある、広範な材料のいずれかを含むことができる。例として、本明細書中に示し
記載する特定の態様において、バインダー22はポリビニルアルコール(PVA)を含む
。
。このようなスラリーでは、二硫化モリブデン前駆体材料18が、スラリー26の表面上
の泡層に懸濁しているのとは対照的に、液体20内で実質的に均一に分散している。泡の
ないスラリー26、すなわち、二硫化モリブデン前駆体材料18が内部に実質的に均一に
分散しているが著しい発泡がないスラリーを形成する能力は、粉末生産物10を構成する
凝集粒子14の数および球形度を実質的に増大させると考えられる。例えば、以下の実施
例でより詳細に記載するように、分散剤24を含まないスラリー組成物1番(すなわち、
スラリー1)は、大量の泡を含有していた。スラリー1から(すなわち、試験1から)作
製された図12に示す二硫化モリブデン粉末生産物は、分散剤含有スラリー26(すなわ
ち、スラリー2〜4)から作製された図1および8に示す粉末生産物10と比較して、実
質的に少ない凝集粒子14を含有していた。さらに、スラリー1から形成された凝集粒子
14は、同様に図1および8の粉末(分散剤24を含有するスラリー26から作製したも
の)を図12の粉末(分散剤24を含まないスラリー26から作製したもの)と比較する
とよくわかるように、分散剤24を含有するスラリーから生産されたものより概して球形
度が低かった。驚いたことに、意外にも、分散剤24の添加は、本発明の目的および利点
の多くを達成する上で重要である。
される可能性があり、二硫化モリブデン前駆体材料18をスラリー26の全体に分散させ
、これにより噴霧乾燥プロセス中に概して球形の凝集粒子16の生産を増大させるのに適
しているか適しているであろう、広範な分散剤のいずれかを含むことができる。本発明で
の使用に適した分散剤24の例としては、限定されるものではないが、さまざまなタイプ
の洗剤、例えば、アルコールエトキシレートおよびアルコールアルコキシレートが挙げら
れる。例として、本明細書中に示し記載する特定の一態様において、分散剤24はp−t
ert−オクチルフェノールエトキシレート(非イオン性アルコールエトキシレート洗剤
、CAS#9002−93−1)を含み、これは、現在、Dow Chemical C
ompanyおよび他の供給メーカーから“Triton X−100”の登録商標で市
販されている。
可能でありうる。脱泡剤の使用は、スラリー形成プロセス中に作り出される泡の除去を補
助し、このようにして、スラリー26中での二硫化モリブデン前駆体材料18の再分散を
助ける。本発明で用いるのに適した脱泡剤としては、水に基づく、およびエチレンオキシ
ド/プロピレンオキシド(EO/PO)に基づく、広範囲の脱泡剤を挙げることができる
。
化モリブデン前駆体材料18を加えることが、一般に好ましい。この順序で構成成分を組
み合わせることにより、バインダー22と分散剤24を液体20内に完全に溶解および/
または分散させてから二硫化モリブデン前駆体材料18を加えることが可能になり、これ
により、得られるスラリー26の均質性が向上する。これに加えて、この組み合わせる順
序は、用いられる特定のバインダー22および/または分散剤24が、液体とは対照的に
粉末の形で提供される状況に、よく適している。あるいは、言うまでもなく、本明細書中
に提供する教示についてよく理解した後に当業者には明らかになるように、用いられる特
定の材料、関連する特定の混合装置、および他の因子に応じて、他の組み合わせの順序が
可能である。したがって、本発明は、スラリー26の構成要素に関し特定の組み合わせの
順序に限定されると考えるべきではない。
および分散剤24を含むもの)に、約50重量%〜約60重量%の固形分(例えば、バイ
ンダ−22および分散剤24もいくぶん固体構成要素を包含することができるが、主とし
て二硫化モリブデンとしての)の“固体含量(solids loading)”(すなわち、スラリー2
6中の固体の重量百分率)を有するスラリーをもたらすのに十分な量で、加えるべきであ
る。好ましい固体含量は、約52〜58重量%の固形分であることができるが、より好ま
しい固体含量は、約52〜56重量%の固形分であることができる。一般的に言うと、約
60重量%を超える固体含量を含むスラリー26では、噴霧乾燥機30中へのスラリー2
6のポンプ輸送が難しくなる可能性がある。約60重量%を超える固体含量を有するスラ
リー26はまた、噴霧乾燥機30のノズル70(図4)の目詰まりをしばしば引き起こす
可能性があり、他の問題が生じる可能性がある。他方、約50重量%未満の固体含量では
、一般に生産効率が悪くなり、例えば、所定量の二硫化モリブデン粉末生産物10を生産
するのに必要な時間および/またはエネルギーが増加する。
デン球状粉末生産物10を生産することができる。例として、一態様において、噴霧乾燥
機30は、“Metal Powders and Methods for Prod
ucing the Same”という題名のLarink,Jr.の米国特許公報第7
470307号に示され記載されているタイプのパルス燃焼噴霧乾燥機を含むことができ
る。特に、該特許を、その開示内容のすべてについて本明細書中で参考として援用する。
フィードすることを包含する。噴霧乾燥機30において、スラリー26は、音速またはほ
ぼ音速でパルス化されている高温ガス(単数または複数)50の流れと衝突する。高温ガ
ス50の音速パルスはスラリー26と接触し、実質的にすべての液体成分(例えば、液体
20、バインダー22および分散剤24)を排除して、球状粉末生産物10の形成をもた
らす。
0の入口54に通して外側シェル56内にフィードする(例えば、ポンプ輸送する)こと
ができ、そこで、該空気は一方向空気弁58を通って流れる。その後、燃焼用空気52は
調整された(tuned)燃焼チャンバー60に入り、ここで燃料バルブまたはポート62を介
して燃料が加えられる。その後、燃料−空気混合物を点火バーナー(pilot)64により点
火して、高温燃焼ガス66の脈動流を作り出す。該高温燃焼ガス66を、さまざまな圧力
、例えば、燃焼ファン圧力を約0.003MPa(約0.5psi)〜約0.2MPa(
約3psi)上回る範囲に、加圧してもよい。高温燃焼ガス66の脈動流はテール管68
を噴霧器またはノズル70まで急降下する。ノズル70のすぐ上で、急冷用空気72を入
口74に通してフィードすることができ、高温燃焼ガス66とブレンドして、望ましい温
度を有する高温ガス50の脈動流を達成することができる。例として、高温ガス50の脈
動流の温度は、約300℃〜約800℃(570°F〜約1470°F)の範囲、例えば
、約490℃〜約600℃(910°F〜約1110°F)、より好ましくは約545℃
(1013°F)であることができる。
る。その後、噴霧されたスラリーは円錐形出口76で分散して乾燥し始め、その後、丈が
長い形の乾燥チャンバー(図示していない)に入ることができる。さらに下流において、
球状粉末生産物10を、標準的な粉末収集機器、例えばサイクロンおよび/またはバグハ
ウス(baghouse)(同様に図示していない)を用いて、回収することができる。
に燃焼チャンバー60に交互に入れる。そのような反復では、先立つ燃焼エピソード(epi
sode)の直後に、次のパルスのために空気弁58を再び開くことができる。空気弁58を
再び開くことにより、次の1回分の量の空気(例えば、燃焼用空気52)が入ることが可
能になる。燃料バルブ62から燃料が再び入り、混合物は上記のように燃焼チャンバー6
0で自己発火する。空気弁58の開閉およびチャンバー60におけるパルス状での燃料の
燃焼のこの反復は、さまざまな周期数、例えば、約80Hz〜約110Hzで制御可能で
あることができるが、他の周期数を用いることもできる。
生産したままの二硫化モリブデン球状粉末生産物10を、図1〜4および8〜12に例示
す。これは、それ自体がより小さな副粒子16の凝集体である複数の概して球形の粒子1
4を含む。例えば図1、9および10参照。より小さな副粒子16は、一緒に密着してい
るフレーク様またはプレート様粒子を含み、その結果、全体的に球状の粒子14はラメラ
型構造(すなわち、“積層フレークで作られた球体”を含む複合粉末)を含む。例えば、
図2および11参照。二硫化モリブデン粉末生産物10を構成する凝集球状粒子14の多
くは、実質的に中実、すなわち、図3でよくわかるように、非中空であるが、他のものは
、図4でよくわかるように、シェル様または中空の構造をしている。
ぼつるつるの外観により証明されるように、薄いフィルムまたはコーティングを上部に有
すると思われる。例えば、図3、4、9および10に写真で示されている粒子14参照。
粒子14上の薄いフィルムまたはコーティングは、噴霧乾燥プロセス中に粒子14の表面
に運ばれる残留量のバインダー22、分散剤24、またはその何らかの組み合わせを含む
と考えられる。
は付随しない追加的な利点および有益な特性を十分にもたらすことができる。例えば、薄
いフィルムまたはコーティングの特定の組成物(例えば、バインダー22および/または
分散剤24として用いられる材料)がある種の材料に対し不透性を示す場合、粒子14上
の薄いフィルムまたはコーティングも同材料に対し不透性を示すと予想される。本明細書
中に記載する特定の粉末生産物10の例(すなわち、PVAをバインダー材料22として
用いて作製したもの)では、粒子14上の薄いフィルムはPVAの場合と同じ材料(例え
ば酸素)に対し不透性を示すと予想される。したがって、本明細書中に提供する教示に従
って生産される粒子14は、従来法により生産される従来の二硫化モリブデン粒子と比較
して、低減した酸化レベルを示すと思われる。したがって、粒子14上の薄いフィルムま
たは表面コーティングは、混合またはスラリー化プロセス中に適した材料を提供すること
により粒子14にある種の属性または特性がもたらされるように、特注生産または設計す
ることができる。
粉末生産物10は広範なサイズを含み、約1μm〜約500μmの範囲のサイズ、例えば
、約1μm〜約100μmの範囲のサイズなどを有する粒子を、本明細書中に提供する教
示に従って容易に生産することができる。さまざまな“生産したまま”、すなわち未処理
の二硫化モリブデン球状粉末生産物10の篩い分け分析を、表VおよびVIに示す。望ま
しい場合、二硫化モリブデン球状粉末生産物10を例えば段階34(図6)で分級して、
望ましいサイズ範囲にある生産物10をもたらすことができる。
い差異は、粉末生産物10の流動性に関連する。より詳細には、本発明に従った二硫化モ
リブデン球状粉末生産物10は一般にかなり流動性が高いが、従来の二硫化モリブデン粉
末は流動性が高くない。代表的な粉末生産物10は、約105s/50g(より緩慢な流
れ)〜約80s/50g(より速い流れ)の範囲のHall流動性を示す。いくつかの代
表的態様において、Hall流動性は73.8s/50g程度の低さ(すなわち、より流
動性が高い)であることができる。場合によっては、とりわけ生産したままの生産物がよ
り大きな凝集体を含有する場合、生産したままの二硫化モリブデン球状粉末生産物10の
流動性を、篩い分けまたは分級により増強する(すなわち向上させる)ことができる。
の二硫化モリブデン粉末に匹敵する。さらに、本明細書中の教示に従って生産される粉末
生産物10の密度はほとんどばらつきがなく、さまざまな粉末のロット間で粉体密度のば
らつきはわずかにしか観察されない。代表的な二硫化モリブデン粉末生産物16は、表I
Vに記載するように、約0.9g/cc〜約1g/ccの範囲のScott密度、約1.
1〜約1.2g/ccの範囲のタップ密度、および約0.9g/cc〜0.95g/cc
の範囲のHall密度を有する。
その中にスラリー26がフィードされる。接触帯域および接触時間は非常に短く、接触時
間は約1マイクロ秒ほどであることが多い。このように、高温ガス50、音波、およびス
ラリー26の物理的相互作用により、二硫化モリブデン球状粉末生産物10が生じる。よ
り具体的には、スラリー26の液体成分20は、高温ガス50の音速(またはほぼ音速)
のパルス波により実質的に除去または排除される。また、短い接触時間によりスラリー成
分の加熱は確実に最小限になり、例えば、接触時間の最後に、スラリー26の液体成分を
蒸発させるのに十分な温度である約115℃のレベルに加熱される。
および/または分散剤24)が、得られる未処理の二硫化モリブデン球状粉末生産物10
中に残存している可能性がある。あらゆる残存液体24を、次の加熱プロセスまたは段階
36(図6)により排除(例えば、部分的または完全に)することができる。一般的に言
うと、加熱プロセス36は中程度の温度で行うべきである。加熱36は約90℃〜約12
0℃(約110℃が好ましい)の範囲内の温度で行うことができる。あるいは、短時間の
場合は800℃程度の高い温度を用いてもよい。多くの場合、二硫化モリブデン球状粉末
生産物10の酸化を最小限に抑えるために、加熱36は水素雰囲気中で行うことが好まし
い可能性がある。
らの形状(すなわち、実質的に球状)を保持することにも、言及することができる。実際
、加熱36は、ある種の態様において、二硫化モリブデン球状粉末生産物10の流動性の
向上をもたらすことができる。
まざまなサイズで噴霧乾燥プロセス中に生じる可能性がある。生産したままの二硫化モリ
ブデン球状粉末生産物10を、望ましい生産物のサイズ範囲内のサイズ範囲を有する粉末
生産物にさらに分離または分級することが、望ましい可能性がある。例えば、生産される
二硫化モリブデン球状粉末生産物10のほとんどは、広範囲の粒径(例えば約1μm〜約
500μm)を含み、実質的量(例えば40〜50重量%の範囲)の生産物は約53μm
より小さい(すなわち、−270U.S.メッシュ)。
産物10をこのサイズ範囲でもたらすことができる。しかしながら、望ましい生産物のサ
イズ範囲外の残りの生産物、とりわけ、より小さい生産物が存在する可能性があり、これ
は、再び液体(例えば水)を加えて適したスラリー組成物を作り出さなければならないが
、該システムに通して再循環させることができる。そのような再循環は、所望による代替
的(または追加的)段階(単数または複数)である。
ロセス12に従って)、これを図6に例示するプロセス31でフィード原料材料32とし
て用いて、物品38上の表面コーティング42を生産することができる。
ーティングするのに望ましい多種多様な材料(例えば、金属および金属合金)を含むこと
ができる。物品または基材38に代表的な材料としては、2〜3例を挙げると、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金(例えば、鋼およびステンレス鋼合金)、モリブデ
ン、モリブデン合金、青銅、および黄銅が挙げられる。あるいは、本明細書中に提供する
教示についてよく理解した後に当業者には明らかになるように、現在当分野で知られてい
るか今後開発される可能性がある他の材料を含む基材または物品38も、用いることがで
きる。したがって、本発明は、任意の特定の材料を含む物品または基材38に施用される
表面コーティング42に限定されるとみなすべきではない。
例えば、フィード原料材料32としての)は、該球状粉末生産物10が(例えば、本明細
書中に記載するさまざまなプロセス40により)付着してコーティング42を形成するこ
とがその粒径で可能になる限り、広範囲の粒径のいずれかおよび粒径の混合物を含むこと
ができる。
化モリブデン球状粉末生産物10を分級することが望ましい、または有利である可能性が
ある。考慮すべき因子としては、限定されるものではないが、コーティングする物品38
のタイプ、表面コーティング42の望ましいまたは必要な材料特性(例えば、厚さおよび
/または密度)、ならびに、特定の付着プロセス40および/または用いられる付着設備
が挙げられる。
必要性は、図5のプロセス12により作製される未処理または“製造したまま”の球状粉
末生産物10の特定の粒径にも依存する。すなわち、未処理の球状粉末生産物10を生産
するために用いられる特定のプロセスパラメーターによっては(その代表的態様を本明細
書中に記載する)、球状粉末生産物10を未処理または生産したままの形で用いることが
可能である可能性があり、または、有利である可能性さえある。あるいは、言うまでもな
く、他の検討事項により、未処理の球状粉末生産物10を最初に分級することが望ましい
と示される可能性がある。
0を分級することの望ましさおよび/または必要性は、多種多様な因子および検討事項に
依存する。これらのいくつかを本明細書中に記載するが、他のものは、本明細書中に提供
する教示についてよく理解した後に当業者には明らかになるであろう。本発明は、分級段
階34を必要とするか、任意の特定の粒径分布を有する未処理の二硫化モリブデン粉末生
産物10に限定されるとみなすべきでない。
2として用いる前に、例えば段階36で加熱することもできる。二硫化モリブデン球状粉
末生産物10のそのような加熱36は、噴霧乾燥後に未処理の球状粉末生産物10に残存
する可能性がある残留水分および/または揮発性材料を除去するために用いることができ
る。場合によっては、二硫化モリブデン球状粉末生産物10の加熱36は、球状粉末生産
物10の流動性を向上させる有益な効果を有することもできる。
10または加熱/分級した粉末生産物のいずれかを含むもの)を、段階40で付着させて
、物品38上に望ましい表面コーティング42をもたらすことができる。付着プロセス4
0では、二硫化モリブデン球状粉末生産物10に、これを基材または物品38に結合させ
て密着性表面コーティング42を形成するのに十分なエネルギーが供給されるべきである
。典型的には、二硫化モリブデン球状粉末生産物10の個々の粒子14は、付着プロセス
中に、溶融または部分的溶融状態(すなわち、液相線温度以上である)ではなくても、少
なくとも塑性状態になる。言い方を変えれば、用いる特定の付着プロセス40では、二硫
化モリブデン球状粉末生産物10の個々の粒子14を基材38と結合させて表面コーティ
ング42を形成するのに十分なエネルギーが提供されるべきである。本発明で用いること
ができる付着プロセス40としては、限定されるものではないが、熱溶射、プラズマ溶射
、高速酸素燃料溶射(HVOF)、およびコールドスプレー付着プロセスが挙げられる。
al spray)”付着という用語は、加熱したコーティング材料を表面上に溶射してコーティ
ングを形成する溶射コーティングプロセスをさす。コーティング材料(例えば粉末フィー
ド原料32)を、アーク放電によるか、フィード原料材料の液相線温度以上の温度まで適
した燃料を燃焼させることにより、加熱することができる。このようにフィード原料材料
を加熱すると、該材料は、コーティングされる物品38に衝突する時に少なくとも塑性状
態になる。熱溶射付着プロセスでの粒子速度は比較的遅く、概して約150m/s未満(
すなわち約490ft/s未満)である。
ズマ溶射(plasma spray)”付着という用語は、アーク放電により発生させた高温のプラズ
マジェットにより、フィード原料材料32を加速および加熱するためのエネルギーが供給
される、溶射コーティングプロセスをさす。プラズマ溶射プロセスは、プラズマジェット
の温度が熱溶射プロセスに関連する温度よりかなり高い点で、熱溶射プロセスと識別され
る。ほとんどの場合、プラズマジェットの温度は10000℃(約18000°F)を超
える。したがって、本明細書中で用いる場合、プラズマ付着またはプラズマ溶射プロセス
は、加熱ジェットの温度が約10000℃を超えるプロセスをさす。
溶射ジェットの生成を包含する。典型的なHVOFシステムでは、ガス状または液状燃料
と酸素の混合物を燃料チャンバーにフィードし、ここで、それらを継続的に燃焼させる。
高温の燃焼ガスは、燃焼ガスを超音速に加速させる収束−発散ノズルに通して誘導される
。コーティング材料または粉末フィード原料は超音速ガス流中に注入され、これが、コー
ティングされる表面に誘導される。
、コールドスプレー付着プロセスを用いて表面コーティング42を形成することもできる
。名称が示唆するように、コールドスプレー付着は、溶射粒子を基材に結合させる(すな
わち、塑性状態にある間に)のに必要なエネルギーをもたらすために、熱ではなく運動エ
ネルギーを利用するプロセスをさす。コールドスプレープロセスは、一般に、火炎のない
状態で約600℃未満の温度において材料が溶射されるプロセスとみなされる。コールド
スプレープロセスを用いる場合、二硫化モリブデン球状粉末生産物10に、コーティング
される物品または基材38に該粉末10を結合させるのに十分な運動エネルギーが付与さ
れるべきである。
射、プラズマ溶射、HVOF溶射、およびコールドスプレー付着プロセス)を実施するた
めの装置は当分野で周知であり、容易に商業的に入手可能であることに、言及しておくべ
きである。これに加えて、そのような装置を用いてさまざまなタイプの溶射付着プロセス
を実施するための技術および方法も、当分野で周知であり、本明細書中に提供する教示に
ついてよく理解した後に当業者なら容易に実行することができるであろう。したがって、
そのような熱溶射、プラズマ溶射、HVOF溶射、およびコールドスプレー付着プロセス
を実施するために用いられる特定の装置および方法について、本明細書中でさらに詳細に
は記載しない。
ま”で用いることができ、または、必要または望ましい場合はさらに処理することができ
る。例えば、被コーティング物品38を、必要または望ましい場合、使用前に1以上の表
面仕上げ段階46に付すことができる。代表的な表面仕上げ段階としては、限定されるも
のではないが、機械加工、ビーズ噴射仕上げ、および研磨が挙げられる。段階48で被コ
ーティング物品38に磨き仕上げを行って、実用性を得るための表面コーティング42を
さらに調製することもできる。
細書中に提供する教示に従って調製した。その後、4つのスラリーを九(9)つの別個の
噴霧乾燥試験(本明細書中では試験1〜9とする)で噴霧乾燥して、九(9)つの異なる
粉末調製物または態様を生産した。表IIおよびIIIに示すように、第1のスラリー組
成物、すなわちスラリー1は、第1の噴霧乾燥試験(すなわち、試験1)に用い、第2、
第3および第4のスラリー組成物(すなわち、スラリー2〜4)は、それぞれ試験2〜4
、5〜7および8〜9に用いた。
しなかった。結果として、スラリー1組成物は相当量の泡を含有していた。さらに、該組
成物から得た粉末生産物(すなわち、図12に示す試験1の生産物)では、凝集粒子(す
なわち、粒子14)の収率が高くなかった。それとは反対に、スラリー1組成物から生産
した粒子の大部分は、図12でよくわかるように、事実上概してフレーク様であった。試
験1の粉末生産物のフレーク様粒子は、従来法により生産された従来の二硫化モリブデン
粉末に付随する粒子と非常によく似て見える。さらに、スラリー1から(すなわち、試験
1により)生産した凝集粒子は、同様に図12でよくわかるように、事実上概して非球面
であった。
スラリー2〜4のそれぞれは実質的に泡を含んでいなかった。さらに、スラリー2〜4か
ら(すなわち、試験2〜9により)作製した粉末生産物10は、図1および8でよくわか
るように、高度に球状の凝集粒子14の収率が高かった。分散剤24の添加により、分散
剤24が存在しない場合に比べ遙かに多量の二硫化モリブデン前駆体材料18がスラリー
26の液体成分中に懸濁すると考えられる。したがって、より多い百分率の二硫化モリブ
デン前駆体材料18が、噴霧乾燥プロセス中に形成するスラリー26の液滴中に懸濁およ
び/または分散することになる。
作製したさまざまな粉末調製物、すなわち球状粉末生産物10を分析した。その結果を表
IV〜VIIIに示す。しかしながら、スラリー1組成物(分散剤24を含まないもの)
から作製した球状粉末生産物は分析しなかった。
細書中に記載するように調製した。より具体的には、各スラリー組成物を、液体20、バ
インダー22、および(スラリー2〜4の場合は)分散剤24を混合することにより調製
した。各スラリー組成物について、最初に液体20をバインダー22および分散剤24(
スラリー2〜4の場合)と組み合わせてから、二硫化モリブデン前駆体材料18を加えた
。その後、さまざまな構成要素を一緒に混合またはブレンドして(例えば、適したミキサ
ー28により)、十分に混合された(すなわち、実質的に均質な)スラリー26を形成し
た。本明細書中で言及したように、混合プロセスによりスラリー1組成物では大量の泡が
形成した。しかしながら、スラリー2〜4では、分散剤24の存在により、大量の泡は形
成しなかった。
分散剤24を包含していなかった点を除き同様の組成であった。より具体的には、スラリ
ー1組成物は、42.27重量%の液体20(例えば、脱イオン水として)、1.98重
量%のバインダー22(例えば、ポリビニルアルコールとして)を含み、残り、すなわち
55.75重量%は二硫化モリブデン前駆体材料18であった。スラリー1組成物に用い
た二硫化モリブデン前駆体材料18は“工業用上級”グレードの二硫化モリブデンを含み
、本明細書中に具体的に記載したようにClimax Molybdenum Comp
anyから得た。
場合、“算出固体含量”は、スラリー26を形成するために組み合わされた前駆体材料1
8と液体(例えば、20、22および24)の相対重量に基づくスラリー26の固形分を
さす。しかしながら、スラリー1組成物の実際の(すなわち、測定した)固体含量は、表
Iに示すように、55.93重量%であった。スラリー1組成物の算出固体含量と実際の
固体含量の差は、主に、他の液体成分(例えば、バインダー22)中の若干の固形分の存
在、秤量(すなわち、測定)誤差、および場合によってはスラリー混合物の不均質性(例
えば、スラリー1組成物中の大量の泡の存在が原因となる)に起因すると考えられる。
に互いに同一であり、各スラリー組成物26は38.7重量%の液体20(例えば、脱イ
オン水として)、6.2重量%のバインダー22(例えば、ポリビニルアルコールとして
)、1重量%の分散剤24(例えば、Triton X−100として)を含み、残りは
二硫化モリブデン前駆体材料18を含んでいた。したがって、スラリー1組成物とは異な
り、スラリー2〜4のそれぞれは分散剤24の添加を包含していた。また、スラリー2〜
4に用いた二硫化モリブデン前駆体材料18は、スラリー1組成物では“工業用上級”グ
レードを用いたのとは対照的に、Climax Molybdenum Company
からの“最上級”グレードの二硫化モリブデンを含んでいた。
、スラリー2〜4の実際の(すなわち、測定した)固体含量は、表Iに示すように、算出
固体含量とは若干異なっていた。スラリー2〜4の算出固体含量と実際の固体含量の差は
、主に、バインダー22および分散剤24中の固形分に起因するほか、さまざまな構成成
分の秤量における測定誤差が原因となると考えられる。
ードして、九(9)つの異なる二硫化モリブデン球状粉末10のバッチまたは調製物を生
産した。これを本明細書では試験1〜9の調製物とする。表IIおよびIIIに示すよう
に、スラリー1組成物を試験1に用い、スラリー2組成物を試験2〜4に用いた。試験5
〜7ではスラリー3組成物、試験8および9ではスラリー4組成物を用いた。
99℃の範囲内になるように制御した。パルス燃焼噴霧乾燥機30により生じた高温ガス
50の脈動流により、スラリー26から液体20、バインダー22、および分散剤24(
すなわち、スラリー2〜4の場合)のすべてが実質的に排除されて、球状粉末生産物10
が形成した。試験1〜4(スラリー組成物1および2から生産したもの)に関するパルス
燃焼噴霧乾燥機30のさまざまな操作パラメーターを表IIに挙げ、試験5〜9(スラリ
ー組成物3および4から生産したもの)に関する操作パラメーターを表IIIに挙げる:
、それ自体がより小さな副粒子16の凝集体である概して球形の粒子14を含んでいた。
しかしながら、先に記載したように、試験1により(スラリー1から)生産した二硫化モ
リブデン球状粉末生産物10は、試験2〜9により生産した粉末生産物と比較して、実質
的に少ない凝集粒子14を含有していた。さらに、試験1の調製物中のこれらの凝集粒子
14は、試験2〜9の粉末調製物と比較して、事実上概して球形度が低かった。
0は、図1および8に示す分散剤含有スラリー26(すなわち、スラリー2〜4)から作
製した粉末生産物と比較して、実質的に少ない凝集粒子14を含有していた。さらに、同
様に図12の粉末(スラリー1から作製したもの)を図1および8の粉末(分散剤24を
含有するスラリー26から作製したもの)と比較するとよくわかるように、試験1により
(すなわち、スラリー1から)生産した凝集粒子14は、分散剤24を含有するスラリー
から生産したものより概して球形度が低かった。分散剤24をスラリー26に加えること
は、実質的に球状の凝集粒子14を高い百分率で有する粉末生産物10の生産において明
らかに重要である。
ついて、図1〜4および8〜11を参照して検討すると、二硫化モリブデン球状粉末生産
物10は、図1、9および10でよくわかるように、それ自体がより小さな副粒子16の
凝集体である複数の概して球形の粒子14を含む。より小さな副粒子16は一緒に密着し
ているフレーク様またはプレート様粒子を含み、その結果、図2および11でよくわかる
ように、全体的に球状の粒子14は、選択的に“フレークで作られた球体”と特徴付ける
ことができるラメラ型構造を含む。さらに、二硫化モリブデン粉末生産物10を構成する
凝集球状粒子14の多くは、実質的に中実、すなわち、図3でよくわかるように、非中空
であるが、他のものは、図4でよくわかるように、シェル様または中空の構造をしている
。
14のように、粒子14の比較的平滑でつるつるの外観により証明されるように、薄いフ
ィルムまたはコーティングを上部に有すると思われる。粒子14上の薄いフィルムまたは
コーティングは、噴霧乾燥プロセス中に粒子14の表面に運ばれる残留量のバインダー2
2、分散剤24、またはその何らかの組み合わせを含むと考えられる。
ン粉末との顕著な差異は、粉末生産物10の流動性に関連する。より具体的には、二硫化
モリブデン球状粉末生産物10は一般に極めて流動性が高いが、従来の二硫化モリブデン
粉末は高くない。例えば、試験2〜9により生産した粉末生産物の態様10は、約105
s/材料50gに満たないHall流動性を示した。試験8により生産した粉末生産物1
0は、表IVに示すように、73.8s/50gという最高の流動性を示した。
を示す。この密度は、同様のサイズの従来の二硫化モリブデン粉末に概して匹敵する。さ
らに、試験2〜9により生産したさまざまな代表的粉末生産物は非常に均一な密度を示し
、さまざまな粉末調製物の間にばらつきはほとんどない。Scott密度、タップ密度、
およびHall密度(g/ccでの)のほか、さまざまな試験により生産した粉末に関す
る水分および硫黄含量を、表IVに挙げる。
広範なサイズを含み、約1μm〜約500μmの範囲のサイズ、例えば、約1μm〜約1
00μmの範囲のサイズなどを有する粒子14を、本明細書中に提供する教示に従って容
易に生産することができる。さまざまな“生産したまま”、すなわち未処理の二硫化モリ
ブデン球状粉末生産物10の篩い分け分析を、表VおよびVIに示す。
を表VIIに挙げる。より具体的には、試験2〜9により生産した代表的粉末試料は、約
1.4μm〜約2.0μmの範囲のFisher径またはFisher数(すなわち、F
isher Sub−Sieve Sizerすなわち“FSSS”により測定したもの
)を示した。これは、Climaxの“工業用上級”グレードの二硫化モリブデンに関す
る規格よりわずかに大きい。該二硫化モリブデンの規格も、比較のために表VIIに挙げ
る。“生産したまま”の二硫化モリブデン球状粉末生産物10のメジアン粒径(すなわち
、“D50”粒径)は約50μmで、約46μm〜約61μmの範囲である。 生産した
ままの球状粉末生産物の“D99”粒径は約220μmで、約177μm〜約262μm
の範囲である。現在入手可能なClimaxの“工業用”、“工業用上級”、および“最
上級”グレードの従来の二硫化モリブデンに関する対応する規格も、比較のために表VI
Iに挙げる。
溶性”材料含有量および“酸価”も報告する。酸不溶性物質含有量は、材料中の酸不溶性
物質および鉄の量(通常、重量百分率で表される)をさす。酸価は、材料の試料1グラム
中の酸を中和するのに要する水酸化カリウム(KOH)の量(mgでの)をさす。酸不溶
性物質含有量および酸価は両方とも、二硫化モリブデン粉末に関し一般に報告されている
規格である。同様に、現在入手可能なClimaxの“工業用”、“工業用上級”、およ
び“最上級”グレードの従来の二硫化モリブデンに関する対応する規格も、比較のために
表VIIに挙げる。
因して不自然に高い可能性があり、したがって、今のところ、従来の二硫化モリブデン粉
末の酸価と直接比較できない可能性があると考えられる。
末生産物の二硫化モリブデン含有量(MoS2)について報告する。これは約95重量パ
ーセントである。MoO3、鉄、および炭素の含有量も、油および水と同様に報告する。
比較するために、現在入手可能なClimaxの“工業用”、“工業用上級”、および“
最上級”グレードの従来の二硫化モリブデンに関する対応する規格も、表VIIIに挙げ
る。
内にある適した修正を、これに加えることができると予想される。したがって、本発明は
、以下の特許請求の範囲に従ってのみ理解されるべきである。
10 二硫化モリブデン球状粉末生産物
12 プロセス
14 概して球形の粒子
16 副粒子
18 二硫化モリブデン(MoS2)前駆体材料
20 液体
22 バインダー
24 分散剤
26 スラリー
28 ミキサー
30 噴霧乾燥機
31 プロセス
32 フィード原料
34 分級
36 加熱
38 物品
40 付着プロセス
42 表面コーティング
44 滑り軸受
46 機械加工/表面仕上げ
48 磨き仕上げ
50 高温ガス
52 燃焼用空気
54 入口
56 外側シェル
58 一方向空気弁
60 燃焼チャンバー
62 ポート
64 点火バーナー
66 高温燃焼ガス
68 テール管
70 ノズル
72 急冷用空気
74 入口
76 円錐形出口
Claims (13)
- 以下を含む、二硫化モリブデン粉末の生産方法:
二硫化モリブデン前駆体材料供給物を提供し;
液体供給物を提供し;
バインダー供給物を提供し;
前記二硫化モリブデン前駆体材料を液体およびバインダーと組み合わせてスラリーを形成し;
前記スラリーを300℃〜800℃の温度を有する高温ガス流中にフィードし;そして、
二硫化モリブデン粉末を回収する、これに関し、前記二硫化モリブデン粉末は、二硫化モリブデンのフレーク様の副粒子の凝集により形成される球形の二硫化モリブデン粒子を含み、前記二硫化モリブデン粉末が少なくとも90重量%の二硫化モリブデンを含む。 - 前記スラリーを高温ガス流中にフィードすることが、前記スラリーを霧化し、前記霧化したスラリーを高温ガス流と接触させることを含む、請求項1に記載の方法。
- さらに分散剤供給物を提供することを含む、請求項1に記載の方法であって、前記組み合わせることが、さらに、前記二硫化モリブデン前駆体材料を液体、バインダーおよび分散剤と組み合わせてスラリーを形成することを含む、前記方法。
- 前記スラリーが重量に基づき50%〜60%の固形分を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記スラリーが重量に基づき52%〜58%の固形分を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記スラリーが重量に基づき52%〜56%の固形分を含む、請求項1に記載の方法。
- バインダー供給物を提供することが、ポリビニルアルコール供給物を提供することを含む、請求項1に記載の方法。
- 液体供給物を提供することが脱イオン水供給物を提供することを含み、分散剤供給物を提供することが、アルコールエトキシレートおよびアルコールアルコキシレートからなる群より選択される1以上の供給物を提供することを含む、請求項1に記載の方法。
- 以下を含む、表面コーティングの生産方法:
二硫化モリブデン前駆体材料供給物を提供し、液体供給物を提供し、分散剤供給物を提供し、前記二硫化モリブデン前駆体材料を液体および分散剤と組み合わせてスラリーを形成し、前記スラリーを300℃〜800℃の温度を有する高温ガス流中にフィードし、そして、二硫化モリブデン球状粉末を回収することによって製造される二硫化モリブデン球状粉末であって、二硫化モリブデンのフレーク様の副粒子の凝集により形成される球形の二硫化モリブデン粒子を含み、少なくとも90重量%の二硫化モリブデンを含む、二硫化モリブデン球状粉末を提供し;そして
前記二硫化モリブデン球状粉末を基材上に付着させて表面コーティングを形成する。 - 前記付着が、前記二硫化モリブデン球状粉末を、塑性状態にある間に前記二硫化モリブデン球状粉末を基材と結合させて表面コーティングを形成するのに十分なエネルギーを用いて溶射することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記溶射が、熱溶射付着、プラズマ溶射付着、HVOF溶射付着、およびコールドスプレー付着からなる群より選択される1以上を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記スラリーを高温ガス流中にフィードすることが、前記スラリーを霧化し、前記霧化したスラリーを高温ガス流と接触させることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記スラリーが重量に基づき50%〜60%の固形分を含む、請求項9に記載の方法。
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