Hvad er tørre smøremidler?
Tørre smøremidler er faste kemiske forbindelser, normalt i form af enten et pulver- eller filmovertræk, der bruges til at reducere friktion mellem bevægelige dele. De tre mest populære typer af forbindelser, der bruges til tørre smøremidler fra 2011 er grafit, C; molybdendisulfid, MoS 2 ; og polytetrafluorethylen, (C2F4) n . Andre typer faste smøremidler, der almindeligvis anvendes, inkluderer bornitrid, BN og wolfram disulfid, WS 2 . De fordele, som tørre smøremidler tilbyder i forhold til standardsmøremidler fremstillet af olieprodukter, såsom fedt og olier, inkluderer evnen til at modstå væsentligt højere temperatur uden at lide termisk nedbrydning samt fungere som meget tyndere friktionsbarrierer og håndtere høje tryk. Typiske driftstemperaturer for tørre smøremidler ligger op til 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius).
Den valgte tørt smøremiddel afhænger af den specifikke anvendelse. Molybdendisulfid kan f.eks. Modstå et varmeniveau op til 2.012 ° Fahrenheit (1.100 ° Celsius), og nogle tørre smøremidler kan modstå kolde temperaturer i det kryogene interval, der ville væske gasser såsom nitrogen. Når tørre smøremidler påføres som tynde film, bruges de ofte til at belægge kuglelejer, og selve belægningen er holdbar i et tykkelsesniveau på kun 0,0001 til 0,003 inches (0,00254 til 0,0762 millimeter). Andre ekstreme forhold, som nogle tørre smøremidler kan modstå, inkluderer tryk på 250.000 kg pr. Kvadrattomme (17.237 bar) i et samlet vakuummiljø, hvor opbevaring af flydende ilt ofte udføres.
Det vigtigste træk ved disse kemikalier, der giver dem deres utrolige evne til at reducere friktionsniveauer er, hvad der er kendt som deres lamellstruktur. Dette betyder, at partiklerne i smøremidlet danner en række overlappende lameller eller parallelle lag i molekylær skala. Disse lag glider mod hinanden og forhindrer, at de to overflader, som de tørre smøremidler adskiller, kommer i direkte kontakt, selv under ekstreme forhold. Flere forskellige forbindelser er testet for deres lamellære evne, og et eksempel på et tørfilmsmøremiddel, der er blevet brugt i mange år, bortset fra simpel grafit, er talkum eller vandigt magnesiumsilicat, Mg 3 (Si4O10) (OH ) 2 .
De fire hovedanvendelser, som tørre smøremidler anvendes til, involverer alle ekstreme forhold, såsom meget højt kontakttryk og høje temperaturer. Under sådanne forhold overlever grafit og MoS 2 , mens flydende petroleumssmøremidler ikke gør det. Tørre smøremidler bruges også primært i maskiner, hvor der er frem- og tilbagegående bevægelse, hvilket vil skubbe flydende smøremidler ud fra hovedkontaktpunktet. Keramik er det andet område, hvor faste smøremidler har en særlig anvendelse, da de kan tilpasses til at have ønskede kemiske reaktioner med de dele, de beskytter.
To nye forbindelser, der også anvendes fra 2011, inkluderer calciumfluorid, CaF2 og ceriumfluorid, CeF 3 . Disse forbindelser er ikke så almindelige på grund af omkostningerne forbundet med dem. Ceriumfluorid er et eksempel på dette, da cerium i sig selv er et sjældent jordmetal, og sådanne metaller er som regel kendt for at være forholdsvis giftige stoffer. Lidt direkte test af toksicitet for CeF 3 er blevet udført fra og med 2011 på grund af vanskeligheden med at få tilstrækkelige prøvemængder til analyse.