石墨烯基潤滑劑的制備與性能

閆思夢，張少丹，楊旺，許永清，趙雄燕，3

(1.河北科技大學 材料科學與工程學院，河北 石家莊 050018；2.河北納泰化工有限公司，河北 石家莊 052160；3.河北省航空輕質復合材料工程實驗室，河北 石家莊 050018)

Holmberg等研究發現，材料表面產生的摩擦力占消耗能量的30%～50%[1-2]。因此，摩擦與磨損是機械設備失效和能耗增加的核心因素[3-4]。目前，人類社會發展面臨能源逐漸消耗，但需求量急劇增加的難題。為減少甚至消除摩擦和磨損中所消耗的能量，新型高性能耐磨材料的開發越來越引起人們的關注[5-6]。近年，隨機械設備的迅速發展，潤滑油面臨重載、高溫、高速等一系列惡劣環境，為滿足這些需求，高性能添加劑的選擇至關重要，其可通過改善抗磨損能力、減摩性能和提高極壓性能等來提高機械設備的使用壽命[6-7]。

單層石墨烯的發現對于超薄二維材料的發展翻開了新的篇章[8-12]，同時也為高性能潤滑劑的發展提供了新的候選材料[13]。本文較系統地闡述了石墨烯作為添加劑在潤滑劑領域的應用現狀、存在的技術難題及其未來的發展前景。

1 石墨烯(氧化石墨烯)基潤滑劑

研究發現，由于石墨烯優異的機械性能和自潤滑性能，在潤滑劑中添加少量的石墨烯材料便能明顯降低材料的摩擦系數(COF)[14]，且形成的摩擦吸附膜使耐磨性能提升[15-17]。

Jing等[18]將石墨烯添加到潤滑脂中，研究了在不同負載下的摩擦性能。結果表明，石墨烯在 100 N負載下不會明顯降低COF和磨損程度；在 200 N載荷下COF與磨損量分別降低15.5%和74%；……