Ce sunt lubrifianții uscati?

Lubrifianții uscați sunt compuși chimici solizi, de obicei sub formă de pulbere sau film, care sunt utilizați pentru a reduce frecarea dintre piesele mobile. Cele mai populare trei tipuri de compuși care sunt utilizați pentru lubrifianții uscați din 2011 sunt grafitul, C; bisulfură de molibden, MoS2; şi politetrafluoretilenă, (C2F4)n. Alte tipuri de lubrifianți solizi utilizați în mod obișnuit includ nitrura de bor, BN și disulfura de wolfram, WS2. Avantajele pe care le oferă lubrifianții uscati față de lubrifianții standard fabricați din produse petroliere, cum ar fi grăsimea și uleiurile, includ capacitatea de a rezista la temperaturi semnificativ mai mari fără a suferi defecțiuni termice, precum și de a acționa cu bariere de frecare mult mai subțiri și de a gestiona presiuni mari. Temperaturile tipice de funcționare pentru lubrifianții uscați variază până la 662° Fahrenheit (350° Celsius).

Tipul de lubrifiant uscat care este ales depinde de aplicația specifică. Disulfura de molibden, de exemplu, poate rezista la un nivel de căldură de până la 2,012 ° Fahrenheit (1,100 ° Celsius), iar unii lubrifianți uscați pot rezista la temperaturi scăzute în intervalul criogenic care ar lichefia gaze precum azotul. Când lubrifianții uscați sunt aplicați sub formă de pelicule subțiri, aceștia sunt adesea utilizați pentru a acoperi rulmenții cu bile, iar stratul în sine este durabil la un nivel de grosime de numai 0.0001 până la 0.003 inchi (0.00254 până la 0.0762 milimetri). Alte condiții extreme pe care le pot rezista unii lubrifianți uscați includ presiuni de 250,000 de lire sterline pe inch pătrat (17,237 bar) într-un mediu cu vid total, unde se face adesea stocarea oxigenului lichid.

Principala caracteristică a acestor substanțe chimice care le oferă capacitatea lor incredibilă de a reduce nivelurile de frecare este ceea ce este cunoscut sub numele de structura lor lamelară. Aceasta înseamnă că particulele din lubrifiant formează o serie de lamele suprapuse, sau straturi paralele, la scară moleculară. Aceste straturi alunecă unul împotriva celuilalt împiedicând ca cele două suprafețe pe care lubrifianții uscați le separă să intre în contact direct, chiar și în condiții extreme. Mai mulți compuși diferiți au fost testați pentru capacitatea lor lamelară și un exemplu de lubrifiant cu peliculă uscată care a fost folosit de mulți ani, în afară de grafitul simplu, este talcul sau silicatul de magneziu hidratat, Mg3(Si4O10)(OH)2.

Cele patru aplicații principale pentru care sunt utilizați lubrifianți uscati implică toate condiții extreme, cum ar fi presiuni de contact foarte mari și temperaturi ridicate. În astfel de condiții, grafitul și MoS2 vor supraviețui, în timp ce lubrifianții lichizi din petrol nu vor supraviețui. Lubrifianții uscați sunt, de asemenea, utilizați în principal în mașinile unde există mișcare alternativă, care ar stoarce lubrifianții lichizi din punctul principal de contact. Ceramica este celălalt domeniu în care lubrifianții solizi au o utilizare specială, deoarece pot fi personalizați pentru a avea reacțiile chimice dorite cu piesele pe care le protejează.

Doi compuși noi utilizați, de asemenea, începând cu 2011, includ fluorura de calciu, CaF2 și fluorura de ceriu, CeF3. Acești compuși nu sunt la fel de obișnuiți din cauza cheltuielilor asociate cu ei. Fluorura de ceriu este un exemplu în acest sens, deoarece ceriul în sine este un metal rar din Pământ, iar astfel de metale, de regulă, sunt cunoscute a fi substanțe destul de toxice. Cu toate acestea, din 3 s-au efectuat puține teste directe de toxicitate pentru CeF2011, din cauza dificultății de a obține suficiente cantități de probă pentru analiză.