Сухие смазки представляют собой твердые химические соединения, обычно в виде порошка или пленочного покрытия, которые используются для уменьшения трения между движущимися частями. По состоянию на 2011 год в сухих смазочных материалах используются три самых популярных типа соединений: графит C; дисульфид молибдена, MoS2; и политетрафторэтилен, (C2F4)n. Другие обычно используемые типы твердых смазочных материалов включают нитрид бора, BN и дисульфид вольфрама, WS2. Преимущества, которые предлагают сухие смазочные материалы по сравнению со стандартными смазочными материалами, изготовленными из нефтепродуктов, таких как жиры и масла, включают способность выдерживать значительно более высокие температуры без теплового разрушения, а также действовать как гораздо более тонкие барьеры трения и выдерживать высокие давления. Типичные рабочие температуры для сухих смазочных материалов составляют до 662° по Фаренгейту (350° по Цельсию).
Выбор типа сухой смазки зависит от конкретного применения. Дисульфид молибдена, например, может выдерживать температуру до 2012° по Фаренгейту (1100° по Цельсию), а некоторые сухие смазочные материалы могут выдерживать низкие температуры в криогенном диапазоне, которые сжижают такие газы, как азот. Когда сухие смазочные материалы наносятся в виде тонких пленок, они часто используются для покрытия шарикоподшипников, а само покрытие прочно при толщине всего от 0,0001 до 0,003 дюйма (от 0,00254 до 0,0762 миллиметра). Другие экстремальные условия, которые могут выдерживать некоторые сухие смазки, включают давление 250 000 фунтов на квадратный дюйм (17 237 бар) в условиях полного вакуума, где часто используется хранение жидкого кислорода.
Главной особенностью этих химикатов, которая придает им невероятную способность снижать уровень трения, является так называемая пластинчатая структура. Это означает, что частицы внутри смазки образуют серию перекрывающихся ламелей или параллельных слоев на молекулярном уровне. Эти слои скользят друг относительно друга, предотвращая прямой контакт двух поверхностей, которые отделяет сухая смазка, даже в экстремальных условиях. Несколько различных соединений были протестированы на их ламеллярную способность, и одним из примеров сухой пленочной смазки, которая использовалась в течение многих лет, помимо простого графита, является тальк или водный силикат магния, Mg3( Si4O10)(OH)2.
Все четыре основных области применения сухих смазочных материалов связаны с экстремальными условиями, такими как очень высокое контактное давление и высокие температуры. В таких условиях графит и MoS2 выживут, а жидкие нефтяные смазки — нет. Сухие смазочные материалы также используются в основном в механизмах с возвратно-поступательным движением, которое вытесняет жидкие смазочные материалы из основной точки контакта. Керамика — это еще одна область, в которой твердые смазочные материалы имеют особое применение, поскольку их можно настроить так, чтобы они вступали в желаемые химические реакции с деталями, которые они защищают.
С 2011 года также используются два новых соединения: фторид кальция, CaF2 и церий фтор, CeF3. Эти соединения не так распространены из-за связанных с ними расходов. Примером тому служит фторид церия, так как сам церий является редкоземельным металлом, а такие металлы, как правило, известны как достаточно токсичные вещества. Однако по состоянию на 2011 год было проведено мало прямых испытаний токсичности CeF3 из-за сложности получения достаточного количества образцов для анализа.
