انواع روان كننده هاي جامد با مزایا و معایب آنها

مزاياي روان كننده هاي جامد
– مؤثرتر از روان كننده هاي سيالي در بارگذاري و سرعت عمل
– مقاومت بالا در برابر فساد تدريجي هنگام انبار شدن
– بسيار مقاوم در برابر دماهاي بالا، فشار، اشعه زياد و محيط هاي فعال
– سبك تر و ساده تر بودن دستگاه به هنگام استفاده از اين
روان كننده هاي جامد، زيرا در اين حالت نياز به سيستم توزيع كننده،
روان كننده و درزگير نخواهد بود.

معايب روان كننده هاي جامد

– خواص خود ترميمي ضعيف: يك لايه نازك شكسته روان كننده هاي جامد باعث كوتاه شدن عمر مفيد روان كننده مي شود.
– پراكندگي حرارتي ضعيف: اين خاصيت منحصر به مواد پليمري است، به دليل اينكه رسانايي حرارتي آنها اندك است.
– ضريب اصطكاك و فرسودگي: داراي ضريب اصطكاك و فرسودگي بالاتري از ياتاقان هاي روانكاري شده هيدروديناميكي دارند.
– رنگ: رنگ روان كننده هاي جامد ممكن مورد دلخواه فرد نباشد.

ساختار لايه لايه شبكه گرافيت

انواع روان كننده هاي جامد

جامدات لايه لايه: رايج ترين آنها گرافيت و موليبدن دي سولفيد است.
گرافيت داراي ضريب اصطكاك پايين و مقاومت حرارتي بالايي (2000 درجه سانتيگراد) است. با اين حال كاربردهاي عملي آن به علت اكسيداسيون، محدود به دماهاي500 تا600 درجه سانتيگراد مي باشد. به علاوه گرافيت براي دستيابي به ضريب اصطكاك پايين، رطوبت و بخار را جذب مي كند. پس استفاده آن باز هم محدودتر مي شود. بطوري كه در دماهاي پايين تر از100 درجه سانتيگراد مقدار بخار آب جذب شده به حدي كاهش مي يابد كه ضريب اصطكاك پايين حاصل نمي شود. در مواقع لزوم، مواد افزودني متشكل از تركيبات آلي جهت افزايش كارايي گرافيت در دماهاي بالاتر از550 درجه سانتيگراد به آن اضافه مي شود. از طرف ديگر گرافيت داراي پتانسيل بسيار نجيبي است پس مي تواند باعث خوردگي گالوانيكي آلياژ هاي مس و فولاد ضدزنگ در آبهاي شور شود.
موليبدن دي سولفيد (MoS2)، مانند گرافيت داراي ضريب اصطكاك پاييني است اما برعكس گرافيت اين ضريب به رطوبت يا بخار جذب شده بستگي ندارد. در حقيقت جذب سطحي بخارات باعث افزايش جزيي ضريب اصطكاك مي شود. موليبدن دي سولفيد همچنين داراي ظرفيت بارگذاري بزرگي بوده و كيفيت ساخت آن بهتر از گرافيت تحت كنترل است. ظرفيت گرمايي آن در محيط هاي غيراكسيداسيوني تا1100 درجه سانتيگراد قابل قبول بوده اما در هوا مقدار آن به355 تا400 درجه كاهش مي يابد.

فيلم فلزات نرم: بسياري از فلزات نرم از جمله سرب، طلا، نقره، مس و روي داراي تنش برشي پاييني هستند و مي توان با ترسيب فيلم نازكي از آنها بر روي مواد سخت آنها را به عنوان روان كننده به كار برد. روش هاي ترسيب شامل آب كاري، خشك كردن، بيرون اندازي و روكش كاري يوني مي باشد. اين فيلم ها براي كاربردهايي با دماي بالا تا1000 درجه سانتيگراد و نيز در ياتاقان هاي غلطك دار با لغزش حداقل مفيد مي باشند.

اندود(روكش) سطحي: اندود سطحي به صورت رايج به عنوان جايگزيني به جاي روش ترسيب فيلم برروي سطوح انجام مي شود كه شامل نفوذ حرارتي، كاشت يوني و پوشش هاي تبديل شيميايي است.

نفوذ حرارتي: در اين روش اتم هاي بيگانه با اهداف گوناگون وارد سطح روان كننده مي شوند. مثلاً افزايش مقاومت سايشي از طريق ازدياد سختي سطح، ايجاد تنش برشي كم براي كاهش سايش يا حمله و در نتيجه افزودن مقاومت به خوردگي سطح.

كاشت يوني: در اين روش كه اخيراً پيشرفت هايي حاصل كرده است سطح روان كننده توسط يون ها بمباران شده در نتيجه سختي سطح افزايش پيدا مي كند كه اين خود باعث افزايش مقاومت خوردگي و مقاومت به فرسودگي مي شود.

پوشش هايي با تبديل شيميايي: در اغلب موارد روان كننده هاي جامد به سطح فلز حفاظت شده نمي چسبند. پوشش تبديلي يك فيلم متخلخل غيرروان كننده است كه برروي فلز اصلي به كار برده مي شود تا چسبندگي روان كننده جامد روي سطح را ممكن سازد. پوشش تبديلي به تنهايي نمي تواند يك روان كننده مناسب باشد.

پليمرها: پليمرها به صورت فيلم نازك، نيز مواد خود روان كننده و به عنوان رنگ پايه براي جامدات ورقه اي مورد استفاده قرار مي گيرند. اين فيلم ها طي مراحل تركيب، افشاندن و كلوخه سازي ايجاد مي شوند. يك روش ديگر در ايجاد پوشش، پيوند دادن بين پليمر و رزين است. بيرون اندازي نيز مي تواند براي ايجاد فيلم به كار رود. رايج ترين پليمر مورد استفاده به عنوان روان كننده جامدPTFE نام دارد كه مزيت آن ضريب اصطكاك پايين و وسيع بودن محدوده كاربردي آن از منفي200 تا مثبت 250 درجه سانتيگراد و نيز فعاليت شيميايي اندك آن مي باشد. از معايب آن مي توان به ظرفيت بارگذاري اندك و پايداري كم آن اشاره كرد. (از طرف ديگر هدايت گرمايي پايين آن باعث محدود شدن كاربردهاي آن مي شود). از كاربردهاي رايج آن مي توان به كامپوزيت هاي خود روان كننده و پوشش هاي آنتي استاتيك اشاره كرد.