熱噴涂-絲網(wǎng)印刷復(fù)合制備石墨烯-鐵基復(fù)合涂層耐磨性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，人們對材料的性能的要求越發(fā)苛刻，工業(yè)材料對于其自身性能的要求越來越高，尤其是金屬材料已成為整個工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的骨架。針對于金屬材料來說，每年因摩擦磨損導(dǎo)致金屬材料失效造成的消耗占世界能源消耗的30％~50%，給社會和國家造成重大的經(jīng)濟損失。因此要利用材料表面工程技術(shù)，在賦予金屬材料更加優(yōu)異的性能的同時，提高其表面的耐磨損性能。石墨烯獨特的結(jié)構(gòu)特點賦予其優(yōu)異的多種性能，其良好的減磨耐磨性能，在提高金屬表面

2、耐磨性方面具有潛在的應(yīng)用價值。為了解決石墨烯與金屬結(jié)合力不強的問題，本文采用絲網(wǎng)印刷結(jié)合熱噴涂的處理方法，為了能夠最大限度發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能，盡可能少的引入其它金屬粒子，制備石墨烯-鐵復(fù)合涂層，并對其進行了SEM表征、摩擦學(xué)性能分析以及力學(xué)性能研究，探索最佳工藝參數(shù)組合范圍。
　　本文首次采用絲網(wǎng)印刷的方法，將石墨烯涂覆在鋼基底上，結(jié)合熱噴涂的方式制備復(fù)合涂層，很好的解決了石墨烯與金屬結(jié)合力不強的問題，同時也很好的解決了傳統(tǒng)金屬

3、粉末摻雜制備復(fù)合涂層石墨烯分布不均的問題。提供了一條新的思路制備石墨烯復(fù)合涂層。
　　通過對其摩擦學(xué)性能分析，得出了石墨烯加入降低了涂層的摩擦系數(shù)，且摩擦系數(shù)降低的大小與石墨烯分布的均勻度有關(guān)，石墨烯分布越均勻，摩擦系數(shù)越小，摩擦系數(shù)降低范圍在25~35%；通過對磨損量的測定，得出石墨烯的加入提高了涂層的耐磨損性能，且耐磨性的提高與石墨烯的含量有關(guān)，石墨烯含量越多，涂層耐磨性越好，磨損量減小的范圍在30~45%之間。
　　通

4、過對其力學(xué)性能的分析得出結(jié)論，石墨烯的加入降低了涂層與基底的結(jié)合力，提高了涂層的硬度。在同種工藝條件下，石墨烯的加入降低了涂層與基底的結(jié)合力，降低范圍在7~18%左右；而石墨烯的加入提高了涂層的硬度，由于復(fù)合涂層測得的硬度離散性較強，因此無法得出準確的提高范圍。
　　本文通過上述分析，總結(jié)出了一套較為完整的工藝流程以及最佳參數(shù)組合范圍，對于開拓金屬表面涂鍍石墨烯復(fù)合涂層在摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有極大的理論和實踐意義，對于豐富和發(fā)展石墨