330 / 2021-06-10 09:48:47

铁锰氧化物/石墨烯多元复合纳米润滑添加剂的合成及其摩擦磨损性能研究

石墨烯是一种二维层状材料，其作为纳米润滑添加剂具有稳定、环保、润滑性能显著等优势，成为近年来摩擦学领域研究热点之一。现有的石墨烯类润滑添加剂面临着分散性差、润滑性能不稳定、适用工况范围较窄等问题；此外，现有的研究主要集中于石墨烯及石墨烯二元复合纳米润滑添加剂，尚未涉及对石墨烯多元复合纳米添加剂分散性及摩擦学性能的研究。本文通过水热法在石墨氧化过程中添加铁盐实现四氧化三铁和四氧化三锰纳米颗粒的复合，具有操作简单、成本低、可控性强等特点。研究结果表明，制得的材料具有二维片层结构，且纳米颗粒成功负载在石墨烯片层表面及层间。此外，四氧化三铁/四氧化三锰/石墨烯多元复合纳米润滑添加剂在不同载荷下均具有显著的润滑效果，与基础油相比，摩擦系数减小30%以上，磨损降低60%以上，同时减摩抗磨性能优于商用石墨烯类润滑添加剂。四氧化三铁/四氧化三锰/石墨烯多元复合添加剂在摩擦过程中能形成多元吸附膜，同时纳米颗粒与石墨烯起到协同润滑作用，显著改善了成膜稳定性和润滑性能，对于改善极端工况下的润滑性能具有重要意义。