石墨烯基納米復合材料的制備及其摩擦學性能研究.pdf

1、作為碳納米材料家族中獨特的二維晶體結(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，常被用作復合材料中的增強基底材料。通過與聚合物的復合改性或者在其表面負載無機納米顆?？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合材料入手，改進了單一成分納米材料的摩擦學性能，對復合材料的形貌、結(jié)構(gòu)、摩擦學性能等進行了詳細研究，并探討石墨烯基納米復合材料的抗磨減摩機理，為其在摩擦領域的應用

2、提供理論支持。主要研究內(nèi)容有如下幾個方面:
　　首先采用改進的Hummers方法制備氧化石墨，并以此為原料，采用簡單的液相化學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聚，對其生長機理進行了分析，結(jié)果表明:在還原過程中成功制備了石墨烯/銅納米復合材料，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，本文研究了石墨烯/銅納米復合材料作為潤滑油添加劑的摩擦性能，

3、在摩擦過程中，復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，使摩擦方式由滑動變?yōu)闈L動，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)納米復合材料，所制備的復合材料中MoX2(X=Se，S)與石墨烯能很好的結(jié)合;從摩擦學性能角度出發(fā)，對復合材料中石墨烯和MoX2(X=Se，S)配比進行了合理優(yōu)化，研

4、究了不同復合材料的加入量對摩擦學性能的影響。摩擦學測試結(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)納米復合材料具有更好抗磨減摩性能，這是因為納米復合材料中層狀結(jié)構(gòu)的MoX2(X=Se，S)易于形成潤滑膜，同時石墨烯的加入提供抗高載能力，降低摩擦系數(shù)，也起到填補修復作用，復合材料中的MoX2(X=Se，S)和石墨烯一起形成了協(xié)同潤滑效果導致其摩擦性能大大提高。與碳納米管增強的復合材料相比，石墨烯