یک روان کننده جامد ماده ای است که به صورت پودر یا فیلم نازک، به منظور جلوگیری از تخریب یک وسیله ضمن حرکت نسبی، و نیز برای کاهش اصطکاک و فرسوده شدن بکار می رود. عناوین دیگر مورد استفاده برای روان کننده جامد عبارتند از: روانکاری خشک، روانکاری لایه نازک خشک و روانکاری لایه نازک جامد.
هر چند روانکاری جامد تحت شرایط خشک انجام می شود، لیکن سیالات اغلب به عنوان واسطه یا روان کننده با افزودنی های جامد به کار برده می شوند. از پر مصرف ترین روان کننده ها می توان به ترکیبات معدنی نظیر گرافیت و مولیبدن دی سولفید (مولی)، نیترید بور، تالک، تنگستن دی سولفید و مواد پلیمری مانند پلی تترافلوئورواتیلن(PTFE) اشاره کرد.
خواص مهمی که در تعیین یک ماده مناسب به عنوان روان کننده جامد دخیل هستند به شرح زیر است:
ساختار کریستالی: روان کننده های جامد مانند گرافیت و مولیبدن
دی سولفید دارای ساختار بلوری لایه لایه و دارای تنش برشی پایین هستند (شکل های۱ و۲) اگر چه ساختار لایه لایه، ساختاری بسیار مناسب برای روان کننده های جامد است. با این حال موادی با ساختار غیرلایه لایه نیز روان کننده های قابل قبولی به شمار می روند.
پایداری حرارتی: پایداری حرارتی یک روان کننده جامد یکی از شاخصه های مهم آن است، زیرا بیشترین استفاده از روان کننده های جامد در دماهای بالا انجام می گیرد که با سایر روان کننده ها امکان پذیر نیست. پایداری حرارتی مناسب باعث می شود روان کننده جامد در دماهای خیلی بالا تغییر فاز نامطلوب یا تغییر ساختار نداشته باشد.
پایداری اکسیداسیونی: روان کننده جامد باید ضمن کار در محدوده های دمایی متفاوت تغییرات اکسیداسیونی نداشته باشد.
فراریت: روان کننده باید فشار بخار پایین داشته باشد به جز در کاربردهایی در دماهای خیلی بالا و شرایط فشار پایین.
فعالیت شیمیایی: روان کننده باید لایه قوی و چسبنده را برروی ماده اصلی ایجاد کند.
تحرک: طول عمر یک روان کننده جامد به این امر وابسته است که این لایه بی عیب و سالم روی ماده باقی بماند. تحرک ماده جذب شده روی سطح باعث پیشرفت در خود ترمیمی و باعث افزایش پایداری لایه نازک
روان کننده می شود.
نقطه ذوب: اگر نقطه ذوب بالا باشد پیوندهای اتمی که باعث نگهداری ساختار مولکول می شود نابود شده و باعث بی اثر شدن روان کننده می شود.
درجه سختی: برخی مواد با خصوصیات مناسب دیگر ولی به دلیل سختی زیاد به عنوان روان کننده کاربردی ندارد. ماکزیمم درجه سختی برای روان کننده های جامد در مقیاسmoh پنج می باشد که بیش از این مقدار یک محدودیت عملی برای روان کننده های جامد است.
رسانایی الکتریکی: برای هر کاربردی، روان کننده ها نیاز به رسانایی الکتریکی متفاوتی دارند. مثلاً برای کنتاکت لغزشی الکتریکی، رسانایی الکتریکی بالا و برای عایق ها، رسانایی الکتریکی پایینی نیاز است.
کاربردها
روان کننده های جامد عموماً کاربردهایی دارند که سایر روان کننده های سنتی چنین کاربردهایی ندارند. شرایطی که روان کننده های جامد می توانند تحت آن کار کنند عبارتند از:
شرایط دمایی و فشاری بی نهایت(ET،EP) : این روان کننده ها تا دمای۱۹۲۶ درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند در حالی که دیگر روان کننده ها در چنین شرایطی از بین رفته و تفکیک می شوند. این روان کننده ها در دماهای پایین تا۲۱۲- درجه سانتیگراد قابل استفاده بوده در حالی که دیگر روان کننده ها در چنین شرایطی متبلور شده یا یخ می بندد. همچنین روان کننده های جامد در خلاء کامل مثلاً در فضا کاربرد دارند در حالی که دیگر روان کننده ها در چنین شرایطی فرار هستند.
به عنوان افزودنی: گرافیت و مولیبدن دی سولفید و اکسید روی اغلب به سیالات و گریس ها افزوده می شود. روکش های تبدیلی سطح، اغلب برای پشتیبانی و محافظت دیگر روان کننده ها به کار می روند.
شرایط بارکنش متناوب: زمانی که مواد انبار می شوند یا برای دوره های طولانی مدت بدون استفاده باقی می مانند در این حالت استفاده از روان کننده های جامد باعث پایداری و عدم خوردگی آنها می شود.
موقعیت های خارج از دسترس: زمانی که ارایه سرویس به خاطر موقعیت خاص قطعات سخت باشد استفاده از روان کننده های جامد در سرعت ها و بارهای دلخواه بطور قابل توجهی رضایت بخش است.
مناطق با گرد و غبار بالا: روان کننده های جامد در مناطقی که ممکن است روان کننده های سیالی گرد و غبار را جذب کنند کاربرد فراوانی دارد. این گرد و غبار، ایجاد یک ماده چسب مانند بر روی تجهیزات کرده و باعث تخریب آنها می شود.
آلودگی: روان کننده های جامد به علت استحکام بالا از نقطه ای به نقطه ای دیگر نرفته و در نتیجه باعث آلوده شدن دیگر تجهیزات و یا سایر قسمت های دستگاه و محصولات نمی شوند.
کاربرد در محیط اتمسفر: روان کننده های جامد در جاهایی که تجهیزات روانکاری شده در آب غوطه ور هستند و ممکن است توسط سایر روان کننده ها نظیر روغن ها و گریس ها آلوده شوند قابل استفاده هستند.