石墨烯-過渡金屬硫化物納米復(fù)合材料的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、過渡金屬硫化物（MS2，M=Fe、Mo、W等）因其新穎的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，作為潤滑油添加劑或固體潤滑相在摩擦學(xué)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。石墨烯獨(dú)特的二維晶體結(jié)構(gòu)使其比傳統(tǒng)碳材料具有更加優(yōu)異的性能。石墨烯/過渡金屬硫化物復(fù)合材料不僅可以發(fā)揮石墨烯的高比強(qiáng)、高比模等優(yōu)異特性外，還可以進(jìn)一步提高過渡金屬硫化物的摩擦學(xué)性能。本文采用簡單有效的水熱法制備了石墨烯/過渡金屬硫化物納米復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了納米復(fù)合材料的形貌、微觀組織結(jié)構(gòu)以及摩擦學(xué)性能

2、，在此基礎(chǔ)上提出了石墨烯/過渡金屬硫化物納米復(fù)合材料的減摩耐磨機(jī)制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用水熱法獲得了石墨烯/FeS2（RGO/FeS2）納米復(fù)合材料，F(xiàn)eS2顆粒均勻的分散在石墨烯納米片表面，并且隨著氧化石墨（GO）含量不斷增加，復(fù)合材料中FeS2的顆粒尺寸從2000 nm逐漸降低到200 nm，相應(yīng)的形貌也從多邊形變?yōu)轭惽驙?。同時(shí)，考察了RGO/FeS2納米復(fù)合材料作為潤滑油添加劑的摩擦學(xué)性能，結(jié)果顯示，相比于單一成

3、分的石墨烯和 FeS2，添加了納米復(fù)合材料的基礎(chǔ)油承載能力更強(qiáng)，減摩耐磨性能更好，并且GO添加量越多（0-0.20g），復(fù)合材料潤滑性能越佳。⑵利用水熱法制備了石墨烯/MoS2（RGO/MoS2）納米復(fù)合材料，MoS2納米球與褶皺的石墨烯納米片相互的連接在一起，其中MoS2納米球由許多花瓣?duì)畹募{米片構(gòu)成，納米球直徑約為150 nm。此外，考察了該納米復(fù)合材料作為鐵基自潤滑材料的固體潤滑劑時(shí)的摩擦學(xué)性能，鐵基自潤滑材料采用粉末冶金法制得，

4、基體原料為Fe粉、NiWCr合金粉和Cu粉。結(jié)果表明，一定比例的RGO/MoS2有效提高了鐵基材料在不同溫度下的減摩耐磨性能，其中石墨烯在基體材料中既可作為增強(qiáng)相，又可作為潤滑相，對提高鐵基材料的力學(xué)和摩擦學(xué)性能起著重要的作用，而 MoS2在燒結(jié)過程中已被大量分解，與基體中的金屬 Cr形成共晶硫化物CrxSx+1，這種硫化物在高溫下起潤滑作用。⑶填料與基體之間的界面結(jié)合是影響復(fù)合材料綜合性能的重要因素。系統(tǒng)研究了化學(xué)鍍鎳對RGO/MoS