石墨烯-Ni基復(fù)合鍍層的制備及摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、本文研究了石墨烯（Graphene）及其鎳基復(fù)合鍍層的制備方法，并對其表面摩擦學(xué)性能進行了探討。
　　石墨烯的制備采用化學(xué)氧化還原法。用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察石墨烯的形貌;用X射線衍射儀(XRD)、Raman光譜儀、紅外光譜儀(FT-IR)和X射線光電子能譜儀(XPS)對石墨烯及其中間產(chǎn)物進行物相和成分等分析。對比不同還原劑對制備石墨烯效果的影響。
　　采用雙脈沖復(fù)合電沉積的方法，在不同石墨烯添加量，不同

2、鍍液溫度，不同電鍍時間下，在45＃鋼基體表面獲得石墨烯/Ni基復(fù)合鍍層。用顯微硬度計和表面粗糙度測量儀分析復(fù)合鍍層的力學(xué)性能;用光學(xué)金相顯微鏡、SEM觀察鍍層截面及表面形貌;用XRD、能譜儀(EDS)和XPS對鍍層進行物相和成分分析。將復(fù)合鍍層與Si3N4球配副在干摩擦條件下，不同實驗參數(shù)下測試鍍層的摩擦學(xué)性能，并采用SEM、EDS和Raman光譜對磨痕的形貌和成分進行分析。此外，采用同樣的方法，以碳納米管(CNT)、金剛石作為增強相，

3、制備CNT、金剛石/Ni基復(fù)合鍍層，并與石墨烯/Ni基復(fù)合鍍層進行比較。
　　實驗結(jié)果表明，通過改進hummers法制備氧化石墨，然后分別采用80％水合肼、三水合乙酸鈉和草酸鈉對氧化石墨烯進行還原，肼還原得到的石墨烯質(zhì)量相對較好。
　　石墨烯/Ni復(fù)合鍍層的平均厚度在85±5μm，而且復(fù)合鍍層的厚度隨著石墨烯添加量的增加而逐漸增大。增加鍍液中石墨烯的含量，復(fù)合鍍層中石墨烯的含量也隨之增加，而且石墨烯降低了復(fù)合鍍層的平均晶粒尺

4、寸，硬度也有所提高。
　　石墨烯/Ni復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)隨著石墨烯添加量的增加而減小，當(dāng)石墨烯含量大于0.3g/L時，復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)開始低于純鎳的摩擦系數(shù)，約為0.6,磨損率與純鎳鍍層相比降低了10％左右，表明石墨烯的加入可以起到降低表面摩擦系數(shù)和減小鍍層磨損率的作用。當(dāng)改變鍍液溫度后，復(fù)合鍍層的表面隨溫度的升高開始變得不平整，磨痕也開始出現(xiàn)較嚴重的氧化和脫落現(xiàn)象，XRD和拉曼光譜都顯示在60℃時的峰最強。摩擦磨損試驗表明，復(fù)