Kaj so suha maziva?

Suha maziva so trdne kemične spojine, običajno v obliki praškastega ali filmskega premaza, ki se uporabljajo za zmanjšanje trenja med gibljivimi deli. Tri najbolj priljubljene vrste spojin, ki se uporabljajo za suha maziva od leta 2011, so grafit, C; molibdenov disulfid, MoS2; in politetrafluoroetilen, (C2F4)n. Druge vrste trdnih maziv, ki se običajno uporabljajo, vključujejo borov nitrid, BN in volframov disulfid, WS2. Prednosti, ki jih nudijo suha maziva pred standardnimi mazivi, narejenimi iz naftnih derivatov, kot so maščobe in olja, vključujejo sposobnost, da prenesejo bistveno višjo temperaturo brez toplotnega razpada, pa tudi delujejo kot veliko tanjše torne ovire in obvladujejo visoke tlake. Tipične delovne temperature za suha maziva se gibljejo do 662° Fahrenheita (350° Celzija).

Izbrana vrsta suhega maziva je odvisna od posebne uporabe. Molibdenov disulfid, na primer, lahko prenese temperaturo do 2,012 ° Fahrenheita (1,100 ° Celzija), nekatera suha maziva pa lahko prenesejo nizke temperature v kriogenem območju, ki bi utekočinile pline, kot je dušik. Ko se suha maziva nanesejo v obliki tankih filmov, se pogosto uporabljajo za prevleko krogličnih ležajev, sama prevleka pa je obstojna pri debelini le od 0.0001 do 0.003 palca (0.00254 do 0.0762 milimetra). Drugi ekstremni pogoji, ki jih lahko prenesejo nekatera suha maziva, vključujejo pritisk 250,000 funtov na kvadratni palec (17,237 barov) v popolnem vakuumskem okolju, kjer se pogosto skladišči tekoči kisik.

Glavna značilnost teh kemikalij, ki jim daje neverjetno sposobnost zmanjšanja ravni trenja, je tako imenovana njihova lamelna struktura. To pomeni, da delci znotraj maziva tvorijo vrsto prekrivajočih se lamel ali vzporednih plasti na molekularni lestvici. Ti sloji drsijo drug proti drugemu in preprečujejo, da bi dve površini, ki ju ločujeta suha maziva, prišli v neposreden stik, tudi v ekstremnih pogojih. Več različnih spojin je bilo preizkušenih glede njihove lamelne sposobnosti in en primer suhega filmskega maziva, ki se uporablja že vrsto let, je poleg preprostega grafita smukec ali vodni magnezijev silikat Mg3(Si4O10)(OH)2.

Štiri glavne aplikacije, za katere se uporabljajo suha maziva, vključujejo ekstremne pogoje, kot so zelo visoki kontaktni tlaki in visoke temperature. V takih pogojih bosta grafit in MoS2 preživela, tekoča naftna maziva pa ne. Suha maziva se uporabljajo tudi predvsem v strojih, kjer je vzvratno gibanje, ki bi iztisnilo tekoča maziva iz glavne točke stika. Keramika je drugo področje, kjer imajo trdna maziva posebno uporabo, saj jih je mogoče prilagoditi tako, da imajo želene kemične reakcije z deli, ki jih ščitijo.

Dve novi spojini, ki se prav tako uporabljata od leta 2011, vključujeta kalcijev fluorid, CaF2, in cerijev fluorid, CeF3. Te spojine niso tako pogoste zaradi stroškov, povezanih z njimi. Primer tega je cerijev fluorid, saj je cerij sam po sebi redka zemeljska kovina, za te kovine pa je praviloma znano, da so precej strupene snovi. Vendar pa je bilo od leta 3 opravljenih malo neposrednih testiranj strupenosti za CeF2011 zaradi težav pri pridobivanju zadostnih količin vzorcev za analizo.