Hva er tørre smøremidler?
Tørre smøremidler er faste kjemiske forbindelser, vanligvis i form av enten et pulver eller et filmbelegg, som brukes til å redusere friksjonen mellom bevegelige deler. De tre mest populære typene forbindelser som brukes til tørre smøremidler fra og med 2011 er grafitt, C; molybden disulfid, MoS 2 ; og polytetrafluoretylen, (C2F4) n . Andre typer faste smøremidler som vanligvis brukes inkluderer bornitrid, BN og volframdisulfid, WS 2 . Fordelene som tørre smøremidler gir i forhold til standard smøremidler laget av petroleumsprodukter som fett og oljer inkluderer evnen til å tåle betydelig høyere temperatur uten å lide termisk sammenbrudd, samt fungere som mye tynnere friksjonsbarrierer og håndtere høyt trykk. Typiske driftstemperaturer for tørre smøremidler varierer opp til 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius).
Hvilken tørr smøremiddel som velges, avhenger av den spesifikke bruken. Molybdendisulfid tåler for eksempel et varmenivå opp til 2,012 ° Fahrenheit (1100 ° C), og noen tørre smøremidler tåler kalde temperaturer i det kryogene området som vil lette gasser som nitrogen. Når tørre smøremidler påføres som tynne filmer, blir de ofte brukt til å belegge kulelager, og selve belegget er holdbart med et tykkelsesnivå på bare 0,0001 til 0,003 inches (0,00254 til 0,0762 millimeter). Andre ekstreme forhold som noen tørre smøremidler tåler inkluderer trykk på 17 237 bar (250 000 pund per kvadrat tomme) i et totalvakuummiljø hvor lagring av flytende oksygen ofte gjøres.
Hovedtrekket i disse kjemikaliene som gir dem deres utrolige evne til å redusere friksjonsnivåer, er det som er kjent som deres lamellstruktur. Dette betyr at partiklene i smøremidlet danner en serie overlappende lameller, eller parallelle lag, i molekylær skala. Disse lagene glir mot hverandre og forhindrer at de to overflatene som de tørre smøremidlene skiller fra kommer i direkte kontakt, selv under ekstreme forhold. Flere forskjellige forbindelser har blitt testet for sin lamellære evne, og ett eksempel på et tørrfilmsmøremiddel som har blitt brukt i mange år, bortsett fra enkel grafitt, er talkum, eller vannholdig magnesiumsilikat, Mg 3 (Si4O10) (OH ) 2 .
De fire hovedapplikasjonene som tørre smøremidler brukes til, involverer alle ekstreme forhold, som veldig høyt kontakttrykk og høye temperaturer. Under slike forhold vil grafitt og MoS 2 overleve, mens flytende petroleumsmøremidler ikke vil. Tørre smøremidler brukes også først og fremst i maskiner der det er frem- og tilbakegående bevegelse, noe som ville presse flytende smøremidler ut fra hovedpunktet. Keramikk er det andre området der faste smøremidler har en spesiell bruk, da de kan tilpasses til ønsket kjemiske reaksjoner med de delene de beskytter.
To nye forbindelser som også ble brukt fra og med 2011 inkluderer kalsiumfluorid, CaF 2 og ceriumfluorid, CeF 3 . Disse forbindelsene er ikke like vanlige på grunn av utgiftene forbundet med dem. Ceriumfluorid er et eksempel på dette, da cerium i seg selv er et sjeldent jordmetall, og slike metaller som regel er kjent for å være ganske giftige stoffer. Liten direkte testing av toksisitet for CeF 3 har blitt gjort fra og med 2011, på grunn av vanskeligheten med å oppnå tilstrekkelige prøvemengder for analyse.