Smary suche to stałe związki chemiczne, zwykle w postaci proszku lub powłoki, które są stosowane w celu zmniejszenia tarcia między ruchomymi częściami. Trzy najpopularniejsze typy związków stosowanych w suchych smarach od 2011 r. to grafit, C; disiarczek molibdenu, MoS2; i politetrafluoroetylen (C2F4)n. Inne powszechnie stosowane smary stałe obejmują azotek boru BN i dwusiarczek wolframu WS2. Przewagi, jakie oferują suche środki smarne w porównaniu ze standardowymi środkami smarnymi wytwarzanymi z produktów ropopochodnych, takich jak smary i oleje, obejmują zdolność wytrzymywania znacznie wyższej temperatury bez narażenia na przebicie termiczne, a także działanie jako znacznie cieńsze bariery cierne i radzenie sobie z wysokimi ciśnieniami. Typowe temperatury robocze dla suchych środków smarnych sięgają 662°C do 350° Fahrenheita.
Wybór rodzaju suchego smaru zależy od konkretnego zastosowania. Na przykład dwusiarczek molibdenu może wytrzymać temperaturę do 2,012 1,100 ° Fahrenheita (0.0001° Celsjusza), a niektóre suche smary mogą wytrzymać niskie temperatury w zakresie kriogenicznym, które powodują skroplenie gazów, takich jak azot. Gdy suche smary są nakładane w postaci cienkich warstw, są one często używane do powlekania łożysk kulkowych, a sama powłoka jest trwała na poziomie zaledwie 0.003 do 0.00254 cala (0.0762 do 250,000 milimetra). Inne ekstremalne warunki, które mogą wytrzymać niektóre suche smary, obejmują ciśnienie 17,237 XNUMX funtów na cal kwadratowy (XNUMX XNUMX barów) w środowisku całkowitej próżni, w którym często odbywa się przechowywanie ciekłego tlenu.
Główną cechą tych chemikaliów, która daje im niesamowitą zdolność do zmniejszania poziomu tarcia, jest tak zwana ich struktura lamelarna. Oznacza to, że cząsteczki w środku smarnym tworzą szereg nakładających się lameli lub równoległych warstw w skali molekularnej. Warstwy te ślizgają się po sobie, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi dwóch powierzchni, które oddzielają suche środki smarne, nawet w ekstremalnych warunkach. Kilka różnych związków zostało przetestowanych pod kątem ich zdolności lamelarnych, a jednym z przykładów smaru o suchej warstwie, który był używany od wielu lat, poza prostym grafitem, jest talk lub uwodniony krzemian magnezu, Mg3(Si4O10)(OH)2.
Wszystkie cztery główne zastosowania, w których używane są smary suche, obejmują ekstremalne warunki, takie jak bardzo wysokie naciski stykowe i wysokie temperatury. W takich warunkach grafit i MoS2 przetrwają, podczas gdy płynne smary naftowe nie. Suche smary są również stosowane głównie w maszynach, w których występuje ruch posuwisto-zwrotny, który wyciskałby płynne smary z głównego punktu styku. Ceramika to kolejny obszar, w którym smary stałe mają szczególne zastosowanie, ponieważ można je dostosować tak, aby zachodziły pożądane reakcje chemiczne z chronionymi częściami.
Dwa nowe związki stosowane również od 2011 r. to fluorek wapnia, CaF2 i fluorek ceru, CeF3. Te związki nie są tak powszechne ze względu na związane z nimi koszty. Przykładem tego jest fluorek ceru, ponieważ sam cer jest metalem ziem rzadkich, a takie metale z reguły są znane jako substancje dość toksyczne. Jednak od 3 r. przeprowadzono niewiele bezpośrednich badań toksyczności dla CeF2011 ze względu na trudności w uzyskaniu wystarczającej ilości próbek do analizy.