Kas yra sausieji tepalai?

Sausi tepalai yra kieti cheminiai junginiai, dažniausiai miltelių arba plėvelės dangos pavidalu, naudojami siekiant sumažinti trintį tarp judančių dalių. 2011 m. trys populiariausi mišinių tipai, naudojami sausiems tepalams, yra grafitas, C; molibdeno disulfidas, MoS2; ir politetrafluoretilenas, (C2F4)n. Kiti dažniausiai naudojami kietųjų tepalų tipai yra boro nitridas BN ir volframo disulfidas WS2. Sausų tepalų pranašumai, palyginti su standartiniais tepalais, pagamintais iš naftos produktų, tokių kaip tepalai ir alyvos, apima gebėjimą atlaikyti žymiai aukštesnę temperatūrą nepatiriant terminio gedimo, taip pat veikia kaip daug plonesni trinties barjerai ir atlaiko aukštą slėgį. Įprastos sausų tepalų darbinės temperatūros svyruoja iki 662° Farenheito (350° Celsijaus).

Pasirinkto sauso tepalo tipas priklauso nuo konkrečios paskirties. Pavyzdžiui, molibdeno disulfidas gali atlaikyti iki 2,012 1,100 ° Farenheito (0.0001 0.003 ° C) temperatūrą, o kai kurie sausi tepalai gali atlaikyti šaltą kriogeninio diapazono temperatūrą, kuri suskystintų dujas, tokias kaip azotas. Kai sausi tepalai naudojami kaip plonos plėvelės, jie dažnai naudojami rutuliniams guoliams padengti, o pati danga yra patvari tik 0.00254–0.0762 colio (250,000–17,237 milimetro) storio. Kitos ekstremalios sąlygos, kurias gali atlaikyti kai kurie sausi tepalai, yra XNUMX XNUMX svarų kvadratiniame colyje (XNUMX XNUMX barų) slėgis visiškoje vakuuminėje aplinkoje, kurioje dažnai kaupiamas skystas deguonis.

Pagrindinė šių cheminių medžiagų savybė, suteikianti joms neįtikėtiną gebėjimą sumažinti trinties lygį, yra vadinamoji jų sluoksninė struktūra. Tai reiškia, kad tepalo dalelės sudaro eilę persidengiančių lamelių arba lygiagrečių sluoksnių molekuliniu mastu. Šie sluoksniai slysta vienas prieš kitą ir neleidžia dviem paviršiams, kuriuos atskiria sausi tepalai, tiesioginio kontakto net esant ekstremalioms sąlygoms. Buvo ištirtas kelių skirtingų junginių sluoksninis gebėjimas, o vienas sausos plėvelės tepalo, kuris buvo naudojamas daugelį metų, pavyzdys, be paprasto grafito, yra talkas arba vandeninis magnio silikatas Mg3(Si4O10)(OH)2.

Keturios pagrindinės sausųjų tepalų naudojimo paskirtys yra susijusios su ekstremaliomis sąlygomis, pvz., labai dideliu kontaktiniu slėgiu ir aukšta temperatūra. Tokiomis sąlygomis grafitas ir MoS2 išliks, o skysti naftos tepalai – ne. Sausi tepalai taip pat pirmiausia naudojami mašinose, kuriose juda atgalinis judėjimas, dėl kurio skysti tepalai išspaustų iš pagrindinio sąlyčio taško. Keramika yra kita sritis, kurioje kietieji tepalai yra specialiai naudojami, nes juos galima pritaikyti norimoms cheminėms reakcijoms su dalimis, kurias jie apsaugo.

Du nauji junginiai, taip pat naudojami nuo 2011 m., yra kalcio fluoridas CaF2 ir cerio fluoridas CeF3. Šie junginiai nėra tokie įprasti dėl su jais susijusių išlaidų. Cerio fluoridas yra to pavyzdys, nes pats ceris yra retųjų žemių metalas, o tokie metalai, kaip taisyklė, yra gana toksiškos medžiagos. Tačiau nuo 3 m. buvo atlikta nedaug tiesioginių CeF2011 toksiškumo tyrimų, tačiau dėl sunkumų gauti pakankamą mėginių kiekį analizei.