Torra smörjmedel är fasta kemiska föreningar, vanligtvis i form av antingen en pulver- eller filmbeläggning, som används för att minska friktionen mellan rörliga delar. De tre mest populära typerna av föreningar som används för torra smörjmedel från och med 2011 är grafit, C; molybdendisulfid, MoS2; och polytetrafluoreten, (C2F4)n. Andra typer av fasta smörjmedel som vanligtvis används inkluderar bornitrid, BN, och volframdisulfid, WS2. Fördelarna som torra smörjmedel erbjuder jämfört med standardsmörjmedel gjorda av petroleumprodukter som fett och oljor inkluderar förmågan att motstå betydligt högre temperaturer utan att drabbas av termiskt sammanbrott, samt fungera som mycket tunnare friktionsbarriärer och hantera höga tryck. Typiska driftstemperaturer för torra smörjmedel sträcker sig upp till 662° Fahrenheit (350° Celsius).
Vilken typ av torrt smörjmedel som väljs beror på den specifika applikationen. Molybdendisulfid, till exempel, kan motstå en värmenivå upp till 2,012 1,100 ° Fahrenheit (0.0001 0.003 ° Celsius), och vissa torra smörjmedel kan motstå kalla temperaturer i det kryogena området som skulle göra gaser som kväve flytande. När torra smörjmedel appliceras som tunna filmer används de ofta för att belägga kullager och själva beläggningen är hållbar vid en tjocklek av endast 0.00254 till 0.0762 tum (250,000 till 17,237 millimeter). Andra extrema förhållanden som vissa torra smörjmedel kan motstå inkluderar tryck på XNUMX XNUMX pund per kvadrattum (XNUMX XNUMX bar) i en total vakuummiljö där lagring av flytande syre ofta görs.
Den huvudsakliga egenskapen hos dessa kemikalier som ger dem deras otroliga förmåga att minska friktionsnivåerna är vad som kallas deras lamellstruktur. Detta innebär att partiklarna i smörjmedlet bildar en serie överlappande lameller, eller parallella lager, i molekylär skala. Dessa lager glider mot varandra och förhindrar att de två ytorna som de torra smörjmedlen separerar kommer i direkt kontakt, även under extrema förhållanden. Flera olika föreningar har testats för sin lamellära förmåga, och ett exempel på ett torrfilmssmörjmedel som har använts i många år, förutom enkel grafit, är talk, eller vattenhaltigt magnesiumsilikat, Mg3(Si4O10)(OH)2.
De fyra huvudsakliga tillämpningarna för vilka torra smörjmedel används involverar alla extrema förhållanden, såsom mycket höga kontakttryck och höga temperaturer. Under sådana förhållanden kommer grafit och MoS2 att överleva, medan flytande petroleumsmörjmedel inte kommer att överleva. Torra smörjmedel används också främst i maskiner där det finns fram- och återgående rörelser, vilket skulle pressa flytande smörjmedel ur den huvudsakliga kontaktpunkten. Keramik är det andra området där fasta smörjmedel har en speciell användning, eftersom de kan anpassas för att ha önskade kemiska reaktioner med de delar som de skyddar.
Två nya föreningar som också används från och med 2011 inkluderar kalciumfluorid, CaF2, och ceriumfluorid, CeF3. Dessa föreningar är inte lika vanliga på grund av de kostnader som är förknippade med dem. Ceriumfluorid är ett exempel på detta, eftersom cerium i sig är en sällsynt jordartsmetall, och sådana metaller som regel är kända för att vara ganska giftiga ämnen. Lite direkt testning av toxicitet för CeF3 har dock gjorts från och med 2011, på grund av svårigheten att få tillräckliga provkvantiteter för analys.