O que são lubrificantes secos?
Lubrificantes secos são compostos químicos sólidos, geralmente na forma de revestimento em pó ou filme, que são usados para reduzir o atrito entre as partes móveis. Os três tipos mais populares de compostos usados para lubrificantes secos a partir de 2011 são grafite, C; dissulfureto de molibdénio, MoS 2 ; e politetrafluoroetileno, (C2F4) n . Outros tipos de lubrificantes sólidos comumente usados incluem nitreto de boro, BN e dissulfeto de tungstênio, WS 2 . As vantagens que os lubrificantes secos oferecem sobre os lubrificantes padrão feitos a partir de produtos petrolíferos, como graxa e óleos, incluem a capacidade de suportar temperaturas significativamente mais altas sem sofrer avarias térmicas, além de agir como barreiras de atrito muito mais finas e suportar altas pressões. As temperaturas operacionais típicas dos lubrificantes secos variam até 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius).
O tipo de lubrificante seco escolhido depende da aplicação específica. O dissulfeto de molibdênio, por exemplo, pode suportar um nível de calor de até 1.100 ° Celsius (2.012 ° Fahrenheit), e alguns lubrificantes secos podem suportar temperaturas frias na faixa criogênica que liquefaz gases como o nitrogênio. Quando os lubrificantes secos são aplicados como filmes finos, eles costumam ser usados para revestir rolamentos de esferas e o próprio revestimento é durável com um nível de espessura de apenas 0,00254 a 0,0762 milímetros. Outras condições extremas que alguns lubrificantes secos podem suportar incluem pressões de 17.237 bar (250.000 libras por polegada quadrada) em um ambiente de vácuo total, onde o armazenamento de oxigênio líquido geralmente é feito.
A principal característica desses produtos químicos que lhes confere a incrível capacidade de reduzir os níveis de atrito é o que é conhecido como estrutura lamelar. Isso significa que as partículas dentro do lubrificante formam uma série de lamelas sobrepostas, ou camadas paralelas, em escala molecular. Essas camadas deslizam umas contra as outras, impedindo as duas superfícies que os lubrificantes secos separam de entrar em contato direto, mesmo sob condições extremas. Vários compostos diferentes foram testados quanto à sua capacidade lamelar e um exemplo de um lubrificante de filme seco usado por muitos anos, além da grafite simples, é o talco ou silicato de magnésio hidratado, Mg 3 (Si 4 O 10 ) (OH 2 )
As quatro principais aplicações para as quais são utilizados lubrificantes secos envolvem condições extremas, como pressões de contato muito altas e altas temperaturas. Sob tais condições, a grafite e o MoS 2 sobreviverão, enquanto os lubrificantes líquidos de petróleo não sobreviverão. Os lubrificantes secos também são usados principalmente em máquinas onde há movimento alternado, o que comprimiria os lubrificantes líquidos fora do ponto de contato principal. A cerâmica é a outra área em que os lubrificantes sólidos têm um uso especial, pois podem ser personalizados para ter reações químicas desejadas com as peças que estão protegendo.
Dois novos compostos que também estão sendo usados a partir de 2011 incluem fluoreto de cálcio, CaF 2 e fluoreto de cério, CeF 3 . Esses compostos não são tão comuns devido às despesas associadas a eles. O fluoreto de cério é um exemplo disso, pois o próprio cério é um metal raro da Terra e, como regra geral, esses metais são substâncias razoavelmente tóxicas. Poucos testes diretos de toxicidade para CeF 3 foram realizados a partir de 2011, no entanto, devido à dificuldade em obter quantidades suficientes de amostra para análise.