液相等離子體法制備石墨烯及其摩擦學(xué)性能

編號：NMJS07213

篇名：液相等離子體法制備石墨烯及其摩擦學(xué)性能

作者：萬軼 李建亮 熊黨生 徐偉

關(guān)鍵詞： 液相等離子體法 石墨烯 添加劑 潤滑性能 摩擦學(xué)性能

機構(gòu)： 三江學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院 南京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 為制備一種低成本的石墨烯作為潤滑油添加劑,采用液相等離子體法制備了石墨烯粉末,研究放電電壓與電流的對應(yīng)關(guān)系及電解質(zhì)濃度對起始放電電壓的影響。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和拉曼光譜對石墨烯的微觀形貌和組成進行表征,利用分光光度計研究不同石墨烯添加量在潤滑油中的分散性和透光性,利用往復(fù)式摩擦試驗機對不同石墨烯添加量的潤滑油的摩擦學(xué)性能進行測試。結(jié)果表明:在相同電解質(zhì)環(huán)境下,等離子體放電所需的功率基本恒定,當(dāng)電解質(zhì)Na2CO3濃度為0.3 g/L時,所需的起始電壓(1.24 k V)和功率(0.258 kW)最低;制備的石墨烯粉末呈片層結(jié)構(gòu),在潤滑油中的分散穩(wěn)定性較好,靜置48 h后透光率略有下降;當(dāng)石墨烯添加量為0.4%和0.5%時,潤滑油摩擦系數(shù)較低,約0.04,缸套和活塞環(huán)的磨損率下降至(2.5~2.8)×10-7mm3/(N·m),且隨石墨烯添加量的增加繼續(xù)穩(wěn)定在較低水平;石墨烯作為潤滑油添加劑可在摩擦表面形成穩(wěn)定的吸附膜和化學(xué)反應(yīng)膜,減少摩擦副的直接接觸,使黏著磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微的磨粒磨損和腐蝕磨損,降低了摩擦系數(shù)和磨損率。