石墨烯基納米復(fù)合材料的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、作為碳納米材料家族中獨(dú)特的二維晶體結(jié)構(gòu)材料，石墨烯擁有比傳統(tǒng)碳材料更加優(yōu)異的性能，常被用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)基底材料。通過(guò)與聚合物的復(fù)合改性或者在其表面負(fù)載無(wú)機(jī)納米顆?？梢杂行П苊馐┢瑢又g的層狀堆積，最大限度的發(fā)揮石墨烯優(yōu)異的性能。本論文從制備具有良好分散性的石墨烯基納米復(fù)合材料入手，改進(jìn)了單一成分納米材料的摩擦學(xué)性能，對(duì)復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)性能等進(jìn)行了詳細(xì)研究，并探討石墨烯基納米復(fù)合材料的抗磨減摩機(jī)理，為其在摩擦領(lǐng)域的應(yīng)用

2、提供理論支持。主要研究?jī)?nèi)容有如下幾個(gè)方面:
　　首先采用改進(jìn)的Hummers方法制備氧化石墨，并以此為原料，采用簡(jiǎn)單的液相化學(xué)還原法將銅納米顆粒沉積在石墨烯表面，銅納米顆粒在石墨烯表面的均勻沉積抑制了石墨烯的二次團(tuán)聚，對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:在還原過(guò)程中成功制備了石墨烯/銅納米復(fù)合材料，石墨烯片層表面的銅呈顆粒狀，直徑為20nm，均勻分散在石墨烯片層表面。同時(shí)，本文研究了石墨烯/銅納米復(fù)合材料作為潤(rùn)滑油添加劑的摩擦性能，

3、在摩擦過(guò)程中，復(fù)合材料中的石墨烯由于其片層狀結(jié)構(gòu)優(yōu)先在金屬基體上形成薄的物理摩擦膜，能阻止兩個(gè)金屬摩擦面的直接接觸，銅納米顆粒在摩擦界面上可以起到微觀軸承的作用，使摩擦方式由滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)，降低摩擦副表面的摩擦磨損。
　　采用水熱法獲得了石墨烯/MoX2(X=Se，S)納米復(fù)合材料，所制備的復(fù)合材料中MoX2(X=Se，S)與石墨烯能很好的結(jié)合;從摩擦學(xué)性能角度出發(fā)，對(duì)復(fù)合材料中石墨烯和MoX2(X=Se，S)配比進(jìn)行了合理優(yōu)化，研

4、究了不同復(fù)合材料的加入量對(duì)摩擦學(xué)性能的影響。摩擦學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，與純的MoX2(X=Se，S)相比，一定比例的石墨烯/MoX2(X=Se，S)納米復(fù)合材料具有更好抗磨減摩性能，這是因?yàn)榧{米復(fù)合材料中層狀結(jié)構(gòu)的MoX2(X=Se，S)易于形成潤(rùn)滑膜，同時(shí)石墨烯的加入提供抗高載能力，降低摩擦系數(shù)，也起到填補(bǔ)修復(fù)作用，復(fù)合材料中的MoX2(X=Se，S)和石墨烯一起形成了協(xié)同潤(rùn)滑效果導(dǎo)致其摩擦性能大大提高。與碳納米管增強(qiáng)的復(fù)合材料相比，石墨烯