Τι είναι τα ξηρά λιπαντικά;
Τα ξηρά λιπαντικά είναι στερεές χημικές ενώσεις, συνήθως με τη μορφή είτε επίστρωσης σκόνης είτε φιλμ, που χρησιμοποιούνται για τη μείωση της τριβής μεταξύ των κινούμενων τμημάτων.Οι τρεις πιο δημοφιλείς τύποι ενώσεων που χρησιμοποιούνται για ξηρά λιπαντικά από το 2011 είναι γραφίτη, c.δισουλφίδιο του μολυβδαινίου, MOS 2 ;και πολυτετραφθοροαιθυλένιο, (c 2 f 4 ) n .Άλλοι τύποι στερεών λιπαντικών που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν νιτριδίου βορίου, ΒΝ και δισουλφίδιο βολφραμίου, WS 2 .Τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν ξηρά λιπαντικά μέσω τυποποιημένων λιπαντικών που κατασκευάζονται από προϊόντα πετρελαίου, όπως το γράσο και τα έλαια, περιλαμβάνουν την ικανότητα να αντέχουν σημαντικά υψηλότερη θερμοκρασία χωρίς να υποφέρουν από θερμική διάσπαση, καθώς και να λειτουργούν τόσο λεπτότερα εμπόδια τριβής και να χειρίζονται υψηλές πιέσεις.Οι τυπικές θερμοκρασίες λειτουργίας για ξηρά λιπαντικά κυμαίνονται έως 662 deg.Fahrenheit (350 deg, Κελσίου)
Ο τύπος ξηρού λιπαντικού που επιλέγεται εξαρτάται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή.Το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου, για παράδειγμα, μπορεί να αντέξει σε επίπεδο θερμότητας μέχρι 2.012 deg.Το Fahrenheit (1.100 deg, Κελσίου), και μερικά ξηρά λιπαντικά μπορούν να αντέξουν τις ψυχρές θερμοκρασίες στην κρυογονική περιοχή που θα υγροποιούσαν αέρια όπως το άζωτο.Όταν τα ξηρά λιπαντικά εφαρμόζονται ως λεπτές μεμβράνες, χρησιμοποιούνται συχνά για να καλύψουν τα ρουλεμάν και η ίδια η επίστρωση είναι ανθεκτική σε επίπεδο πάχους μόνο 0.0001 έως 0,003 ίντσες (0,00254 έως 0,0762 χιλιοστά).Άλλες ακραίες συνθήκες που μπορούν να αντέξουν ορισμένα ξηρά λιπαντικά περιλαμβάνουν πιέσεις 250.000 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (17.237 bar) σε ένα συνολικό περιβάλλον κενού όπου συχνά γίνεται η αποθήκευση υγρού οξυγόνου.
Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των χημικών ουσιών που τους δίνει την απίστευτη ικανότητά τους να μειώνουνΤα επίπεδα τριβής είναι αυτό που είναι γνωστό ως ελασματική δομή τους.Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια μέσα στο λιπαντικό σχηματίζουν μια σειρά επικαλυπτόμενων ελασμάτων ή παράλληλα στρώματα, στη μοριακή κλίμακα.Αυτά τα στρώματα γλιστρούν μεταξύ τους, εμποδίζοντας τις δύο επιφάνειες ότι τα ξηρά λιπαντικά χωρίζουν από το να έρχονται σε άμεση επαφή, ακόμη και υπό ακραίες συνθήκες.Έχουν δοκιμαστεί αρκετές διαφορετικές ενώσεις για την ικανότητά τους, και ένα παράδειγμα λιπαντικού ξηρού φιλμ που έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και πολλά χρόνια, εκτός από απλό γραφίτη, είναι τάλκης ή πυριτικό άγκυρο μαγνησίου, mg3 (Si 4 o 10 ) (OH) 2 .
Οι τέσσερις κύριες εφαρμογές για τις οποίες χρησιμοποιούνται ξηρά λιπαντικά όλα περιλαμβάνουν ακραίες συνθήκες, όπως οι πολύ υψηλές πιέσεις επαφής και οι υψηλές θερμοκρασίες.Υπό αυτές τις συνθήκες, ο γραφίτης και το MOS2 θα επιβιώσουν, ενώ τα υγρά λιπαντικά πετρελαίου δεν θα το κάνουν.Τα ξηρά λιπαντικά χρησιμοποιούνται επίσης κυρίως σε μηχανήματα όπου υπάρχει παλινδρομική κίνηση, η οποία θα συμπιέζει τα υγρά λιπαντικά από το κύριο σημείο επαφής.Τα κεραμικά είναι η άλλη περιοχή όπου τα στερεά λιπαντικά έχουν ειδική χρήση, καθώς μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να έχουν επιθυμητές χημικές αντιδράσεις με τα μέρη που προστατεύουν.
Δύο νέες ενώσεις που χρησιμοποιούνται επίσης από το 2011 περιλαμβάνουν φθόριο ασβεστίου, Caf 2 , και φθοριούχο δημητριακό, CEF 3 .Αυτές οι ενώσεις δεν είναι τόσο συχνές λόγω των δαπανών που σχετίζονται με αυτές.Το φθορίδιο του δημητριακού είναι ένα παράδειγμα αυτού, καθώς το ίδιο το δημητριακό είναι ένα μέταλλο σπάνιων γαιών, και τέτοια μέταλλα κατά κανόνα είναι γνωστό ότι είναι αρκετά τοξικές ουσίες.Λίγες άμεσες δοκιμές τοξικότητας για το CEF 3
έχει γίνει από το 2011, ωστόσο, λόγω της δυσκολίας λήψης επαρκείς ποσότητες δείγματος για ανάλυση.