文档介绍：期末报告
学院：材料工程学院
专业：材料工程
学号：
姓名：
任课教师：赵元聪
日期：20160107
石墨烯的表面改性以其摩擦学中的应用
摘要
介绍石墨烯特点的基础上，综述了石墨烯表面改性的研究情况，包括有沿效应及性能改善进行研究。
4石墨烯在摩擦领域中的应用
因具有密集的层状结构，石墨烯具备耐磨材料添加剂所需要的特性!如良好的热稳定性、低的切变强度、低的表面粘着力等此外，石墨烯超薄的片层结构使其极易进入接触面，减少两粗糙表面的直接接触，因此，石墨烯可作为添加剂加入润滑油及树脂基体中，提高其摩擦性能。
石墨烯作为润滑油添加剂
Varrla［3］等运用一种集中太阳能放射的技术!从氧化石墨中剥离出高度去氧化的超薄石墨烯，然后通过超声分散法将石墨烯均匀分散在原油中制备出润滑油! ，其摩擦系数和磨痕直径分别减小了 80% 和33%。Lin/等用硬脂酸和油酸对石墨烯片进行改性!并将改性石墨烯添加进润滑油中!发现当改性石墨烯添加量为 %（质量分数）时润滑剂的减磨耐磨性能达到最好。Songs等通过水解作用，将Fe2O3纳米插入石墨烯片层内，并将其作为添加剂加入润滑油中，由于改性石墨烯能引起两接触面的滚动效应，并在摩擦表面形成润滑膜，从而使润滑油耐磨性得到提高"石墨烯在油基纳米流体中。
石墨烯制备耐磨复合材料
将石墨烯在多种溶剂及树脂基体中分散，可制备出高分子树脂复合材料，提高树脂材料的耐磨性。Tian［6］等通过高温压块的方式，在甲苯催化作用下将氧化石墨烯加入到超高分子量聚乙烯中制成复合材料!研究测试表明，当氧化石墨烯片添加量为 %（质量分数）时，复合材料的硬度和耐磨性都有明显的提高，摩擦系数也有一定程度的减小，摩擦行为由原来的疲劳磨损转化为与接触表面形成的转移层有关的磨蚀磨损。Liu［7］等通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯，并将其加入到末端带有苯基乙炔基的热固性聚酰亚***中，通过单体配对聚合反应制成了复合材料，氧化石墨烯的添加促进了均匀转移膜在材料表面的形成，提高了材料的负载力，从而改善了复合材料的摩擦磨损性能。
石墨烯润滑膜的制备
除了应用于润滑油和耐磨复合材料之外石墨烯本身具备的自润滑性能使其也可用备石墨烯润滑膜。Lin[8]等采用机械剥落法制备了多层石墨烯膜！由于该石墨烯膜由数层碳原子基平面构成!其表面表现出比裸露Si的表面更小的摩擦力！而磨损机理可认为是内层碳原子之间化学键的破坏和石墨烯膜表面的修剪造成的。Lee[9]等通过化学气相沉积法将石墨烯沉积到铜表面制成薄膜。研究表明，较裸露的铜箔而言，石墨烯沉积的铜薄膜具有更高的接触角和更低的摩擦系数，可用作高性能润滑膜。
此外，也可以通过原位还原法和组装法将石墨烯润滑膜添加到不同的基底上，发挥其优异的摩擦性能。Mi[i0]等首先选取氧化石墨烯水溶胶作为前驱体，并引入聚多巴***作为附着涂层，该聚多巴***可与多种基底稳定结合，并作为有效的过渡层和原位还原剂，由此可在不添加其他还原剂的条件下顺利得到石墨烯薄膜。结果显示，该石墨烯膜可有效地组装到不同的基底上，表现出良好的形态及出色的耐磨减损性能。此方法简单、容易操作，应用范围广。

石墨烯