石墨烯层数对分散性和摩擦学性能的影响

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单位山西潞安太行润滑科技股份有限公司;西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室;
来源材料保护
出版年2024
期号04
摘要
为了提高传动油基础油的摩擦学性能并探究石墨烯层数对其的影响,选用了不同层数的石墨烯纳米片和纳米石墨(NG)作为传动油基础油的润滑添加剂,使用UMT-3往复摩擦试验机测试了不同层数石墨烯以及纳米石墨传动油基础油的润滑特性。结果显示:不同层数的石墨烯在传动油基础油中的分散稳定性不同。其中,单层石墨烯由于其表面积大,层间作用力较弱,油分子可以充分填充石墨烯层间发生位阻效应,因而拥有最优异的分散稳定性。此外,不同层数的石墨烯以及NG作为传动油润滑添加剂都可以提高传动油基础油的润滑特性。其中,单层石墨烯(SGN)传动油展现出最佳的摩擦学性能,其磨损量与基础油相比减少了98%。另外,对石墨烯以及NG传动油润滑的磨损表面的Raman测试中检测出明显的石墨烯峰,说明石墨烯以及NG在摩擦区域的吸附形成了致密的摩擦膜从而降低了摩擦系数和磨损率。对SGN传动油的摩擦产物进行收集并观察,有力地揭示了其润滑机理。SGN优异的摩擦学性能主要归因于其优异的分散稳定性以及剪切作用下发生的结构有序化转变。

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