¿Por qué la lubricación cambia dos coeficientes de fricción entre dos sólidos?

Básicamente, la fricción entre dos materiales se produce cuando los materiales se “agarran” entre sí, utilizando la energía cinética de una u otra masa para comprimir o cortar el material en el límite entre las dos superficies. Esas acciones convierten la energía cinética en calor.

El propósito de la lubricación, entonces, es esencialmente proporcionar una capa límite entre las dos superficies que sea lo suficientemente gruesa como para reducir o eliminar la interacción entre las dos superficies directamente, y también proporciona una resistencia reducida al movimiento dentro de sí misma.

Los lubricantes sólidos, como el polvo de grafito, actúan como millones de pequeños rodamientos de bolas, ambos llenando grandes huecos en cualquier superficie, y también reduciendo el área de contacto entre dos superficies (idealmente) en un solo punto contra cada superficie. Las superficies entonces esencialmente “ruedan” las partículas de grafito entre ellas, reduciendo la fricción.

Los lubricantes líquidos, como los aceites, forman una “capa límite” similar entre dos superficies, que los separa, evitando el contacto físico directo, y el líquido en sí tiene una resistencia reducida a moverse y fluir más allá de sí mismo. Los líquidos generalmente funcionan mejor cuando tienen baja tensión superficial; un líquido con una tensión superficial alta tenderá a romperse y formar gotas entre las superficies en lugar de una capa continua. También es preferible un líquido viscoso, ya que resistirá los cambios en el grosor de la capa de lubricante.

En realidad, no cambia el coeficiente de fricción entre los sólidos, la lubricación actúa como una capa entre los sólidos que tiene un coeficiente de fricción mucho más bajo con los sólidos. Esto es bastante claro con el uso de grafito como lubricante.