宁波材料所研发出的石墨烯润滑剂为机械摩擦问题提供新方案

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石墨烯润滑性能及其在润滑油中的应用研究

石墨烯润滑性能及其在润滑油中的应用研究
吴凤广
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】石墨烯属于市面上使用较为广泛的一种新型碳纳米材料,具有比较优异的性能,在社会生产的多个领域中都有石墨烯的身影。

本文通过对石墨烯在发动机润滑油、液压导轨油等方面的应用进行分析,主要分析影响石墨烯应用效果的因素,并根据影响因素找出对应的解决办法,为石墨烯在润滑油中的应用提供了技术支持。

本文首先对石墨烯的相关概述进行总结,然后对石墨烯材料的结构、润滑性能、润滑机理等多个方面进行阐述,同时对石墨烯的润滑性能及其在润滑油中的应用研究现状进行了总结,并对石墨烯在润滑油领域的未来研究给出了建议和方向,最后,介绍了石墨烯在润滑油中的应用现状。

【总页数】3页(P87-89)
【作者】吴凤广
【作者单位】上海有道新能源技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB3
【相关文献】
1.油溶性氧化石墨烯的制备及在润滑油中的摩擦学性能
2.石墨烯润滑性能及其在润滑油中的应用
3.离子液体对石墨烯润滑油分散及润滑性能的影响
4.银/石墨烯复合
润滑添加剂对于润滑油摩擦性能的影响5.不同层数和尺寸的石墨烯对润滑油热物性能的影响
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石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展

石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维晶体材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，其独特的物理和化学性质引起了全球科研人员的广泛关注。

石墨烯以其超高的电导率、热导率、强度以及优良的摩擦学性能，在众多领域展现出巨大的应用潜力。

特别是在摩擦学领域，石墨烯及其基复合润滑材料的研究，对于提高机械部件的运行效率、降低能耗、延长使用寿命等方面具有深远的意义。

本文旨在全面综述近年来石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展。

我们将从石墨烯的基本性质出发，深入探讨其摩擦学特性，包括摩擦系数、磨损率等关键指标。

随后，我们将重点介绍石墨烯基复合润滑材料的制备工艺、性能优化及其在实际应用中的表现。

本文还将对石墨烯在摩擦学领域的未来研究方向和应用前景进行展望，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考和启示。

二、石墨烯的摩擦学特性石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，自其被发现以来，便因其独特的物理和化学性质引起了摩擦学领域的广泛关注。

石墨烯的摩擦学特性主要表现在其超常的力学性能和极低的摩擦系数上。

石墨烯的力学性能卓越，其杨氏模量高达0 TPa，抗拉强度约为130 GPa，这使得石墨烯在承受压力时表现出极高的稳定性。

因此，在摩擦过程中，石墨烯可以作为有效的承载层，减少摩擦界面的磨损。

石墨烯具有极低的摩擦系数。

研究表明，石墨烯在多种材料表面上的摩擦系数都低于1，甚至在某些条件下可以达到超低摩擦状态。

这种低摩擦特性使得石墨烯在润滑材料领域具有巨大的应用潜力。

石墨烯还具有出色的热稳定性和化学稳定性，这使得它在高温、高湿、高腐蚀等恶劣环境下仍能保持稳定的摩擦性能。

因此，石墨烯不仅可以在常规条件下作为润滑材料使用，还可以在极端条件下发挥出色的润滑效果。

然而，尽管石墨烯具有诸多优点，但在摩擦学应用中也存在一些挑战。

例如，石墨烯的层间剪切强度较低，容易在摩擦过程中发生滑移，导致摩擦系数的波动。

石墨烯机油添加剂使用计划方案(十)

石墨烯机油添加剂使用计划方案一、实施背景随着汽车保有量的不断增加，机油的需求量也在不断增加。

然而，传统的机油添加剂存在一些问题，如效果不明显、环境污染等。

石墨烯作为一种新型材料，具有优异的导热性、耐磨性和抗氧化性能，被广泛应用于各个领域。

因此，将石墨烯应用于机油添加剂中，可以提高机油的性能，延长机油的使用寿命，减少机油更换频率，从而达到节约资源、保护环境的目的。

二、工作原理石墨烯机油添加剂的工作原理是通过石墨烯的导热性、耐磨性和抗氧化性能，改善机油的导热性能、减少机油的磨损和氧化，从而提高机油的性能。

具体来说，石墨烯可以提高机油的导热性能，使机油能够更快地将热量传递给发动机，提高发动机的工作效率；同时，石墨烯具有优异的耐磨性能，可以减少机油在高温高压下的磨损，延长机油的使用寿命；此外，石墨烯还具有良好的抗氧化性能，可以减少机油在高温下的氧化，保持机油的稳定性。

三、实施计划步骤1.市场调研：了解当前机油添加剂市场的需求和竞争情况，确定石墨烯机油添加剂的定位和目标市场。

2.技术研发：与科研机构合作，开展石墨烯机油添加剂的研发工作，包括石墨烯的制备、添加剂的配方设计等。

3.生产试制：根据研发结果，进行小批量的生产试制，测试石墨烯机油添加剂的性能和稳定性。

4.市场推广：通过展会、宣传活动等方式，向目标市场推广石墨烯机油添加剂的优势和效果，争取合作伙伴和客户的支持。

5.生产扩大：根据市场需求和销售情况，逐步扩大生产规模，提高产能，降低成本。

6.售后服务：建立健全的售后服务体系，及时解决客户的问题和反馈，提供优质的售后服务。

四、适用范围石墨烯机油添加剂适用于各类内燃机的机油，包括汽车、摩托车、船舶等。

由于石墨烯机油添加剂具有优异的导热性、耐磨性和抗氧化性能，可以有效改善机油的性能，因此适用范围广泛。

五、创新要点1.利用石墨烯的导热性、耐磨性和抗氧化性能，改善机油的性能，提高发动机的工作效率。

2.通过石墨烯的导热性能，减少机油的磨损，延长机油的使用寿命。

石墨烯机油添加剂使用计划方案(五)

石墨烯机油添加剂使用计划方案一、实施背景随着汽车保有量的增加和汽车使用频率的提高，机油的使用量也在逐年增加。

然而，传统机油在高温高压下容易氧化、变质，导致润滑性能下降，从而影响发动机的工作效率和寿命。

为了解决这一问题，石墨烯材料的应用逐渐受到关注。

石墨烯具有优异的热导性、高温稳定性和抗氧化性能，可以有效提升机油的性能，延长发动机的使用寿命。

二、工作原理石墨烯机油添加剂主要通过添加石墨烯材料来改善机油的性能。

石墨烯的高热导性可以提高机油的热传导能力，使发动机在高温下更加稳定；石墨烯的高温稳定性可以防止机油在高温下氧化变质，保持机油的润滑性能；石墨烯的抗氧化性能可以延长机油的使用寿命，减少机油更换的频率。

三、实施计划步骤1.研究石墨烯机油添加剂的配方：通过实验室测试和优化，确定最佳的石墨烯机油添加剂配方。

2.生产石墨烯机油添加剂：根据确定的配方，生产符合要求的石墨烯机油添加剂。

3.试验验证：选择一定数量的汽车进行试验，比较使用石墨烯机油添加剂和传统机油的效果差异。

4.推广应用：根据试验结果，将石墨烯机油添加剂推广到更多的汽车使用者中。

四、适用范围石墨烯机油添加剂适用于各类汽车的机油维护保养，特别是在高温高压工况下的发动机保护方面效果更加明显。

适用于各种机油品牌和型号，具有广泛的适用范围。

五、创新要点1.使用石墨烯材料作为机油添加剂，具有优异的热导性、高温稳定性和抗氧化性能。

2.通过研究和优化配方，确保石墨烯机油添加剂的稳定性和可靠性。

3.通过试验验证，证明石墨烯机油添加剂的效果和优势。

六、预期效果1.提升机油的热传导能力，保持发动机在高温下的稳定工作。

2.防止机油在高温下氧化变质，延长机油的使用寿命。

3.减少机油更换的频率，降低维护成本。

4.延长发动机的使用寿命，提高汽车的可靠性和安全性。

七、达到收益1.提高机油的性能，延长机油的使用寿命，减少机油更换的频率，降低维护成本。

2.延长发动机的使用寿命，减少发动机故障和损坏的风险，提高汽车的可靠性和安全性。

石墨烯在润滑材料中的应用潜力及研究方向

石墨烯在润滑材料中的应用潜力及研究方向导读随着科技的飞速发展以及机械制造技术的日益提高，各行业领域设备都出现了高速、重载的工作状态，摩擦和磨损也成为业内人士遇到的最普遍的问题之一。

因此，人们对润滑油的高温承载能力以及减摩抗磨性能提出了更高的要求，而以石墨烯为代表的新一代碳纳米润滑复合材料也逐渐成为当前研究的热点之一。

一、石墨烯纳米添加剂摩擦机理石墨烯具有特殊的二维纳米层状结构、高的机械强度和导热性，并且是碳质固体润滑材料的基本结构单元。

实验研究表明，随着石墨烯的添加，石墨烯不断覆盖在摩擦副表面，摩擦副表面的粗糙度被石墨烯表面的粗糙度所替代，所以润滑机理逐渐趋向薄膜润滑，润滑油力学性能有所提高。

当石墨烯质量分数不断增加时，石墨烯在摩擦副表面堆积，阻断润滑油膜的形成，润滑油的摩擦性能反而下降。

石墨烯纳米添加剂摩擦机理示意图综合考虑干摩擦与薄膜润滑机理，当只有润滑油基础油工作时，其润滑处于临界状态，同时存在干摩擦与薄膜润滑；当有适当质量分数的石墨烯参与润滑时，薄膜润滑占主导地位，摩擦因子较低；当石墨烯质量分数较高时，石墨烯间的干摩擦作用凸显，且逐渐占据主导地位，摩擦因子不断上升。

二、石墨烯纳米润滑材料的潜力目前的润滑油市场中，传统润滑油依然占据主导地位，但由于其润滑能力有限以及添加含硫、磷、氯等元素的添加剂对环境造成严重污染，无法满足现今的工作需求。

而石墨烯因纳米材料具有减摩抗磨机理且不含有污染元素而成为了潜在的高性能纳米润滑材料。

1、碳纳米润滑油添加剂粒径小，在基础油中分散均匀，并可以填充摩擦副表面的划痕，起到修复作用；而且纳米颗粒以胶体的形式分散在油中，不易形成堵塞。

2、石墨烯具有原子薄的厚度和低剪切强度的层状结构，作为各种材质微纳器件的抗黏、减摩防护薄膜，单层、三层及多层石墨烯基纳米润滑薄膜能够显著减小基底表面的摩擦系数和耐久寿命。

3、高的机械强度和热导率使得石墨烯作为润滑油、水、离子液体等介质的润滑抗磨添加剂，在摩擦界面形成的石墨烯摩擦吸附膜和对偶表面转移膜，阻止了摩擦副的直接接触，显著提高了润滑剂的承载性能和摩擦副的抗磨性色。

石墨烯和WS_2石墨烯纳米共混物作为润滑油添加剂的摩擦磨损行为研究

石墨烯和WS_2/石墨烯纳米共混物作为润滑油添加剂的摩擦磨损行为研究长期以来,大量的不可再生能源损耗和机械系统故障源于摩擦磨损;控制或减小摩擦磨损的最有效方法是使用润滑剂;因此,润滑技术的进步将对人类社会的生产、生活带来巨大而深远的正面影响,本文认为这是不言自明的。

石墨烯自问世以来,便展现出广阔的摩擦学应用前景。

在润滑领域,目前有关石墨烯的研究主要集中在它的使用性能和润滑机理,而关于石墨烯与其它润滑要素的协同润滑的研究却鲜有报道。

开展有关石墨烯的协同润滑的研究,不仅能够丰富石墨烯摩擦学的研究内容,也将为石墨烯在润滑领域的应用提供新的思路。

近年来,结合微纳米技术和润滑技术,制备出同时具有减摩抗磨和修复功能的润滑剂,是当前润滑领域的研究热点。

此外,表面织构能有效改善材料的摩擦学性能,因此,结合表面织构技术和润滑技术,最大程度地发挥润滑要素的作用,也受到越来越多的关注和研究。

本文针对上述两个研究热点,利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机,采用球/面接触、钢/钢往复滑动摩擦副,就石墨烯作为润滑油添加剂在织构表面的摩擦磨损行为及WS2/石墨烯纳米共混物作为润滑油添加剂的摩擦磨损行为进行了实验研究;利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）和拉曼光谱仪（Raman）等对不同纳米添加剂的微观结构进行了表征;利用2D形貌仪、3D形貌仪、光学显微镜（OM）、SEM、X射线能谱仪（EDX）、Raman和X射线光电子能谱仪（XPS）等分析手段评价了摩擦磨损性能、剖析了润滑机理。

获得的主要结论如下:（1）制备并表征了3种不同设计的合金铸铁织构表面（平面试样面积率22.1%、19.6%和44.2%）。

制备了WS2纳米颗粒及WS2/石墨烯纳米共混物,并对石墨烯、WS2纳米颗粒和WS2/石墨烯纳米共混物的微观结构进行了表征。

宁波材料所石墨烯高效分散技术取得突破性进展

其主要用于单层胶粘剂、双溶液中，通过搅拌处理就可ＰｒｅｍＡｉｒＮＸＴ满足了这一散体以及其他化学反应物，层底漆以及水泥覆盖系统，部分产品是无色素的安全得到单分散的水性、油性石挑战，尽管使用的散热器更还有部分产品是水性的。这３款胶粘剂主要用墨烯分散液，并可创造性地小，可涂面积更少，但它为溶剂，
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方面更是处于世界前列。然而，至今国内在石墨烯的应用方面鲜有突破，这是因为得到的石墨烯易于再团

工程机械石墨烯润滑剂关键技术创新与产业化

工程机械石墨烯润滑剂关键技术创新与产业化石墨烯润滑剂的关键技术创新与产业化将是一个综合性的工程，需要各个领域的科研人员、企业和领导共同努力，加大研发力度，提高技术水平，促进石墨烯润滑剂的应用推广和产业化进程。

工程机械的石墨烯润滑剂关键技术创新与产业化主要包括以下几个方面的内容：1. 石墨烯制备技术创新：石墨烯是一种单层厚度仅为一个原子的二维晶体结构材料，其制备技术是石墨烯润滑剂的关键。

目前主要有机化学还原法、化学气相沉积法、氧气等离子热石墨烯制备法等多种方法可用于制备石墨烯。

2. 石墨烯润滑剂添加技术创新：石墨烯润滑剂的添加技术是石墨烯润滑剂在工程机械上发挥作用的关键。

石墨烯润滑剂可以添加到机械零部件的润滑系统中，形成一个保护层，降低机械零部件的摩擦和磨损。

3. 石墨烯润滑剂的性能优化技术创新：石墨烯润滑剂的性能优化技术是石墨烯润滑剂在工程机械中实现高效润滑的关键。

通过改变石墨烯的结构和添加其他添加剂，可以优化石墨烯润滑剂的润滑性能，提高其承载能力、耐磨性和抗氧化性能等。

4. 石墨烯润滑剂的应用技术创新：石墨烯润滑剂的应用技术创新是将石墨烯润滑剂应用于工程机械的关键。

可以通过改变石墨烯润滑剂的添加方式、润滑周期和润滑方式等，实现石墨烯润滑剂在工程机械中的高效应用。

石墨烯润滑剂的关键技术创新与产业化主要面临以下几个挑战：1. 石墨烯润滑剂的制备成本较高，制备工艺复杂，需要进一步降低生产成本，提高生产效率。

2. 目前石墨烯润滑剂在工程机械领域的应用还不够广泛，需要加大推广力度，增加企业对石墨烯润滑剂的认知和了解。

3. 石墨烯润滑剂的性能和稳定性有待进一步提升，以满足工程机械在重载、高温、长时间工作条件下的需求。

4. 石墨烯润滑剂的环境友好性和安全性需要进一步研究，以确保其在工程机械领域的可持续发展。

石墨烯机油添加剂使用计划方案(三)

石墨烯机油添加剂使用计划方案一、实施背景随着汽车保有量的不断增加，机油的需求量也在不断增加。

然而，传统的机油添加剂存在一些问题，如添加剂的稳定性不高、对发动机的保护效果有限等。

为了解决这些问题，石墨烯机油添加剂应运而生。

石墨烯具有优异的物理、化学和机械性能，可以大大提升机油的性能，提高发动机的使用寿命。

二、工作原理石墨烯机油添加剂的工作原理是通过将石墨烯纳米材料添加到机油中，使机油形成一层均匀的保护膜覆盖在发动机的金属表面上。

这层保护膜可以有效降低金属表面的摩擦和磨损，提高发动机的工作效率，延长发动机的使用寿命。

三、实施计划步骤1.研究石墨烯机油添加剂的制备方法和配方，确保添加剂的稳定性和性能。

2.进行实验室小试，验证石墨烯机油添加剂的性能和效果。

3.在实际使用的发动机上进行中试，评估石墨烯机油添加剂的效果和可行性。

4.进行大规模生产，并与传统机油添加剂进行对比试验，验证石墨烯机油添加剂的优势和效果。

5.推广应用石墨烯机油添加剂，与汽车厂商、机油生产商等合作，将其应用到更多的发动机和机油中。

四、适用范围石墨烯机油添加剂适用于各种类型的发动机，包括汽油发动机、柴油发动机等。

无论是小型车、中型车还是大型车，都可以使用石墨烯机油添加剂来提升发动机的性能和寿命。

五、创新要点1.利用石墨烯纳米材料的优异性能，提升机油的性能和保护效果。

2.通过与汽车厂商、机油生产商等合作，将石墨烯机油添加剂应用到更多的发动机和机油中，推广应用。

六、预期效果1.提升机油的抗磨损性能，减少发动机的磨损和损坏。

2.降低发动机的摩擦系数，提高发动机的工作效率，降低燃油消耗。

3.延长发动机的使用寿命，减少维修和更换的成本。

七、达到收益1.提高发动机的性能和寿命，减少维修和更换的成本。

2.减少燃油消耗，降低使用成本。

3.提升机油品牌的竞争力，增加市场份额。

八、优缺点优点：1.利用石墨烯纳米材料的优异性能，提升机油的性能和保护效果。

2.可以应用于各种类型的发动机，适用范围广。

石墨烯机油添加剂使用计划方案(八)

石墨烯机油添加剂使用计划方案一、实施背景：随着汽车保有量的不断增加，机油的需求也在逐年增加。

传统的机油添加剂在满足基本润滑和清洁功能的同时，对于汽车引擎的性能提升和燃油经济性方面的需求相对较弱。

而石墨烯作为一种新型材料，具有优异的导热性、导电性和机械强度等特点，被广泛应用于各个领域。

因此，将石墨烯应用于机油添加剂中，有望提升机油的性能，延长发动机的使用寿命，提高燃油经济性，减少尾气排放。

二、工作原理：石墨烯机油添加剂的工作原理主要包括以下几个方面：1.石墨烯具有优异的导热性能，可以提高机油的导热性，使得机油能够更快地将热量从发动机内部传导到外部，从而提高发动机的散热效果，减少发动机的温度升高。

2.石墨烯具有良好的润滑性能，可以降低机油的粘度，减少机械摩擦，提高发动机的运转效率，降低能量损失。

3.石墨烯具有优异的导电性能，可以提高机油的电导率，减少静电积聚，降低发动机的电磁干扰，提高点火效果，提高燃烧效率。

4.石墨烯具有良好的抗氧化性能，可以延长机油的使用寿命，减少机油的氧化变质，提高机油的稳定性。

三、实施计划步骤：1.研发石墨烯机油添加剂：通过研究和实验，确定石墨烯的添加量、添加方式和添加剂的配方，研发出适用于不同类型发动机的石墨烯机油添加剂。

2.生产石墨烯机油添加剂：建立石墨烯机油添加剂的生产线，确保生产过程的稳定性和质量的可控性。

3.推广应用石墨烯机油添加剂：通过与汽车厂商和机油供应商合作，将石墨烯机油添加剂应用于新车生产和售后服务，推广应用于各个汽车维修保养渠道。

4.监测和评估效果：建立石墨烯机油添加剂的监测和评估体系，对使用石墨烯机油添加剂的车辆进行定期检测和评估，收集数据并进行分析，评估石墨烯机油添加剂的效果。

四、适用范围：石墨烯机油添加剂适用于各种类型的汽车发动机，包括汽油发动机、柴油发动机和混合动力发动机等。

同时，石墨烯机油添加剂也适用于各种使用环境，包括高温、低温和恶劣工况等。

五、创新要点：1.利用石墨烯的导热性、导电性和机械强度等特点，提升机油的性能，延长发动机的使用寿命，提高燃油经济性，减少尾气排放。

三维石墨烯作为润滑油添加剂在钢-DLC涂层上的摩擦学行为研究

三维石墨烯作为润滑油添加剂在钢-DLC涂层上的摩擦学行为研究摘要:随着工业领域对润滑油添加剂性能的要求日益提高，石墨烯作为一种新型润滑材料引起了广泛的关注。

本研究旨在探究三维石墨烯作为润滑油添加剂在钢/DLC（钻石样碳）涂层上的摩擦学行为。

通过微观观察和大量实验数据的分析，研究发现，添加三维石墨烯润滑剂可以显著降低钢材与DLC涂层之间的摩擦系数，并提高摩擦表面的耐磨性。

此外，研究还探讨了三维石墨烯润滑剂添加剂的最佳浓度范围，并分析了其在摩擦表面上的分散性及润滑膜形成机制。

该研究结果对于改善钢材表面润滑性能以及拓宽三维石墨烯在润滑行业中的应用范围具有重要意义。

关键词：三维石墨烯、润滑剂、钢材、DLC涂层、摩擦学1. 引言润滑油添加剂在工业制造中起着极其重要的作用，能够降低摩擦和磨损，延长机械设备的使用寿命。

传统的润滑剂存在着许多问题，例如稳定性差、使用寿命短以及对环境造成的污染等。

因此，寻找新型的高效润滑剂成为了当前研究的热点。

近年来，石墨烯作为一种新型的二维材料，以其出色的力学性能和优异的导电导热性能引起了广泛的关注。

2. 实验方法本研究采用初始载荷300 N和初始滑动速度100 mm/min的球-盘摩擦试验机对钢材/DLC涂层进行摩擦学性能测试。

润滑剂添加剂采用分散剂将三维石墨烯均匀分散于基础润滑油中，通过旋转蒸发的方法制备三维石墨烯润滑剂。

通过扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）和能谱仪（EDS）等对摩擦表面进行形貌和成分分析。

3. 结果与讨论通过实验测试，发现添加三维石墨烯润滑剂可以显著降低钢材与DLC涂层之间的摩擦系数。

其中，添加三维石墨烯润滑剂的最佳浓度范围为0.5 wt%至1.0 wt%。

当润滑剂浓度超过1.0 wt%时，摩擦系数出现反弹现象，润滑效果下降。

同时，三维石墨烯润滑剂还能够形成均匀且致密的润滑膜，大大减少了表面的磨损。

4. 结论本研究发现三维石墨烯润滑剂可作为一种高效的润滑油添加剂，能够显著降低钢材与DLC涂层之间的摩擦系数，提高表面的耐磨性。

石墨烯用于润滑领域的研究概述

石墨烯作为新型纳米润滑添加剂应运而生。
石墨烯用于降低摩擦系数的实验结果
石墨烯与去离随着石墨烯的浓度升高减摩特性越好
含有石墨烯的硅油其摩擦系数比纯硅油都要低。但是，并不是石墨烯含量越多摩擦系数越低，从图中可以看出石墨烯含量为1%时，其摩擦系数比2%和5%时的摩擦系数更低。
石墨烯用于润滑领域的研究
XX公司
石墨烯在润滑降低摩擦领域的应用
一般通过润滑剂来达到润滑的目的
液体润滑剂
气体润滑剂
润滑剂
固体润滑剂
润滑脂
石墨烯在润滑降低摩擦领域的应用
单纯的润滑剂已不能满足现有的需要，因此出现了润滑添加剂，其在现有的润滑剂中加入一种或几种化合物，作用是提高已有的性能和增加新的性能。其中纳米润滑添加剂受到了越来越多的关注。
石墨烯在润滑降低摩擦领域的应用
石墨烯用于润滑脂降摩擦添加剂
石墨烯具有优异的减摩抗磨效果在石科院测试的效果表明添加0.3%的石墨烯可以降低摩擦90%以上。和常规润滑脂相比，加入石墨烯摩擦系数降低4%以上。
为什么墨之萃石墨烯有利于降低摩擦系数
6层
缺陷引入石墨烯将增加层间摩擦力在多层石墨烯表面的滑动时，石墨烯表面摩擦系数随其层数的增加而减小相比氧化石墨烯等有缺陷的石墨烯6-8 层石墨烯更有利于降低摩擦系数

石墨烯在润滑油(脂)中的应用

石墨烯在润滑油(脂)中的应用宋应金;刘蕊;于宁;宋克涵【摘要】Graphene used in engine lubricating oil , hydraulic rail oil and grease were ana-lyzed in this paper .The influencing factors of the application of graphene and the feasible so-lutions were found out .It is key technology bottlenecks for the application in graphene in lu-bricating oils .%通过对石墨烯在发动机润滑油、液压导轨油以及润滑脂中的应用分析,找出了影响石墨烯应用的影响因素,并找出了可行的解决方法,为石墨烯在润滑油脂中的应用解决的关键的技术"瓶径".【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(033)005【总页数】6页(P593-598)【关键词】石墨烯;润滑油(脂);氧化;防锈【作者】宋应金;刘蕊;于宁;宋克涵【作者单位】哈尔滨商业大学石油商品研究所,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学石油商品研究所,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学石油商品研究所,哈尔滨150076;哈尔滨学院化学系,哈尔滨150076【正文语种】中文【中图分类】TE666石墨烯作为新兴的材料，在润滑油(脂)中的应用方兴未艾，此前的超细石墨粉(或二硫化目粉、聚四氟乙烯粉等)作为填料常出现在润滑脂中用于改善润滑脂的润滑性能，而石墨烯作为新材料想要在传统的润滑剂的四大功能中所能起到特殊功效的，只能在润滑和防锈两个方面有所突破[1-2].润滑的目的无非就是控制摩擦减少磨损.减少摩擦功的损失即是节能；使摩擦发生在填料(或称添加剂)层，则能有效减少磨损，防止材料的损失以保证零件的正常工作.而石墨烯能够控制摩擦减少磨损是毋庸置疑的，其关键的问题是：一要解决石墨烯与润滑油(脂)的组成中的基础油、添加剂之间的复合效应的问题；二是要解决润滑油脂在使用过程中是不断氧化衰变的，其产生的过氧化物和氧化缩合物对石墨烯的对抗效应；三是要解决石墨烯经过润滑系统的过滤之后的有效浓度的问题[3-4]；此外最为关键的问题是解决石墨烯在润滑油脂中的均匀分散的问题以及现有分散剂与基础油和添加剂之间的相容性[5].防锈的目的是隔绝空气和水与金属表面的接触防止介质对金属表面及基体产生腐蚀和锈蚀[6]，保护金属表面及基体材料不损失.而石墨烯的高比表面能使其具有极强的吸附性和附着性，显然是优质的防锈材料之一.目前的研究者把关注都集中在如何把石墨烯添加并均匀分散到油(脂)中，并对比其添加前后的性能比较，严重忽视了油品在设备使用中的各种影响因素，导致油品的新油评定良好而使用时却感受不到其优越性能.1.1 石墨烯在发动机润滑油中的应用1.1.1 试验材料CF-4 5W/40柴油发动机润滑油，相关助剂.1.1.2 试验设备发动机：B6V150ZAL-1柴油发动机(装甲局提供)，铁谱分析仪，原子发射光谱仪，红外光谱仪.模拟驾驶程序由发动机转速900～2 200 r/min之间；标准地区扭矩294 N·m至1 796 N·m之间；标准地区功率35 ～435 kW之间；各转速时间按每个转速档保持25 min后增至高一档速并循环500 h止；在用润滑油每50 h取样一次进行光谱、铁谱分析.1.1.4 直读铁谱见表1.图1.1.1.5 发射光谱见表2.图2、3.1.1.6 红外光谱分析红外光谱分析的特征吸收峰如下：1 590 cm-1为归属为皂化物，初始氧化生成物；1 720 cm-1为归属为羰基化合物，油泥母体，中间氧化产物；1 870 cm-1为归属为烟炱特征吸收峰；我们根据发动机润滑油的氧化衰变规律，确定1 590～1 720确定为抑氧水平，1 870～1 720 cm-1确定为抑碳水平. 见表3.图4、5.上述试验结果表明：石墨烯的减磨效果是确定的，在发动机润滑油的新油评定中优势明显，但是，在发动运转使用过程中，发动机润滑油的综合氧化物以及烟炱对其的对抗效应也十分显著，200 h附近的“拐点”是明确的.因此，为了保障石墨烯在发动机润滑油中的有效应用，研制一种有效的抑制氧化物对石墨烯的对抗效应的制剂就显得非常重要了.1.2 石墨烯在液压导轨润滑油(HG)中的应用1.2.1 试验材料HG-46液压导轨油，相关助剂.BRIO MILLER8数控机床(沈阳机床集团)，原子发射光谱仪，红外光谱仪，铁谱分析仪，四球式摩擦磨损试验机.1.2.3 试验方法对比试验，HG-46液压导轨油一组为空白，一组添加石墨烯，在相同工况下进行对比试验，试验设备运行时间为9 000 h，每1 500 h取样1次，进行摩擦磨损试验机分析及光谱分析.1.2.4 含石墨烯的HG-46与不含石墨烯的HG-46的性能分析见表4.上述测试结果表明：含有石墨烯的HG-46液压导轨油的相容性良好，但在抗磨性能上则有显著提高，特别是磨痕直径和静、动摩擦系数差值都有明显下降，非常有利于设备的抗疲劳性，能大大延长设备的使用寿命.1.2.5 含石墨烯的HG-46与不含石墨烯的HG-46的9 000 h使用试验见表5、6.1.2.6 含石墨烯的HG-46液压导轨油在使用设备中的使用监测9 000 h的动态跟踪监测结果表明：氧化物的产生仍然是影响石墨烯使用效果的重要因素，新生的氧化物能迅速与高比表面能的石墨烯结合，再经氧化缩合后，被润滑系统中的过滤器滤掉，导致石墨烯在油中的效能流失，因此有效控制油品的氧化仍然是保障石墨烯应用效果的技术关键.见表7.1.3 石墨烯在通用锂基润滑脂中的应用1.3.1 试验材料2号通用锂基润滑脂，相关助剂.1.3.2 试验设备锥入度测定仪，蜡及润滑脂滴点测定仪，润滑脂钢网分油测定仪，防锈油脂腐蚀性测定仪，防锈性能测定仪，Timken摩擦试验机，四球式摩擦磨损试验机；1.3.3 试验方法对比试验法，测试通用锂基润滑脂以及含有石墨烯的通用锂基润滑脂的理化指标、防锈性、抗磨性指标进行对比分析，并且运行300 h后取样重复对比分析，试验结果见表8、9.上述试验结果表明：石墨烯在润滑脂中的应用效果显著，尤其在抗磨性能和防锈性能上表现优异，运行3 000 h之后的性能仍然保持优异，也是由于润滑脂特殊的润滑结构(直接附着润滑，润滑系统简化)所决定的；尤其其防锈性能，基本接近专业的防锈油脂的水平.流体动压润滑、流体静压润滑和弹性流体动压润滑的润滑系统结构示意图见图6. 综合上述的试验结果及图6可知：1)润滑油的氧化衰变是影响石墨烯在润滑油中使用效果的关键因素之一；润滑油在氧化衰变过程中产生的氧化物经氧化缩合后形成大分子颗粒，同时会与高比表面能的石墨烯附着结合，最后被润滑系统的过滤器过滤掉，最终使其性能逐渐流失. 2) 发动机润滑油中的氧化物、胶质、积碳、烟炱都是影响石墨烯的使用效果的因素，而胶质、积碳都是由氧化物不断缩合而成，良好的抗氧剂和优质的分散剂能有效抑制其对石墨烯性能的影响.3)建议进行针对石墨烯与润滑油(脂)复合后的抗氧化剂的专题研究.【相关文献】[1] 张伟, 朱宏伟. 石墨烯改性润滑油[J]. 自然杂志, 2016, 38(2): 94-96.[2] 傅强, 包信和. 石墨烯的化学研究进展[J]. 科学通报, 2009, 54(18): 2657-2666.[3] 范亦工, 胡华. 润滑油硫、磷及灰分含量要求的发展[C]//2004年润滑油科技情报站年会, 2004. 90-93.[4] 吴其伟,吕林,锁国涛. 城市公交发动机循环工况的试验研究与建立[J]. 内燃机工程, 2006, 27(3):73-76.[5] 陈化飞, 许玲玲, 刘蕊, 等. 噻二唑衍生物与氨基甲酸酯复合效应机理研究[J]. 哈尔滨商业大学学报：自然科学版, 2014, 3(3): 312-314.[6] 胡洁, 于宁, 杨翰林, 等. 氨基甲酸酯的抗磨性能及其作用机理的研究[J]. 哈尔滨商业大学学报：自然科学版， 2014, 30(4): 451-454.。

工程机械用石墨烯增强极压锂基润滑脂的摩擦学性能研究及应用

工程机械用石墨烯增强极压锂基润滑脂的摩擦学性能研究及应
用
张丽;林博;万晓娜
【期刊名称】《润滑油》
【年(卷),期】2024(39)2
【摘要】工程机械用润滑脂的选择和使用对于保障工程机械的正常运行具有重要意义。

文章研发的石墨烯润滑脂满足国家标准技术要求,并具有较好的高温性能、摩擦性能。

石墨烯添加量为(a+0.010)%时,石墨烯润滑脂的减摩抗磨效果最佳,摩擦系数降低率达18.5%,磨斑直径降低率达15%。

经重载滑动轴承台架试验对比,加注石墨烯润滑脂时轴套平均磨损量和销轴平均磨损量分别较加注极压锂基润滑脂时减少30%和65%。

经整机试验对比,石墨烯润滑脂较极压锂基润滑脂的摩擦副平均磨损量降低58.75%。

石墨烯润滑脂因具有稳定的摩擦系数及较好的摩擦性能,在一定程度上解决了起重机的抖动问题,但仍未彻底解决,建议同步排查引起起重机抖动的其他因素。

【总页数】6页(P5-10)
【作者】张丽;林博;万晓娜
【作者单位】广西柳工机械股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.4
【相关文献】
1.水和温度对极压抗磨剂在复合锂基润滑脂中摩擦学性能的影响
2.氧化石墨烯对锂基润滑脂摩擦学性能的影响
3.氟化石墨烯对锂基润滑脂理化和摩擦学性能的影响
4.石墨烯对锂基润滑脂摩擦学性能的影响
5.一种磷氮型极压抗磨剂在锂基润滑脂中的摩擦学性能
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64润涓油201螂第34卷
表2三轻甲基丙烷酯-1分析结果
项目
保留时间Rt/min
10.6413.3217.2022.89
分子离子(M+H)513541569597
分子离子酸(m/z=699-144)369397425无
分子离子-Go酸(m/z=699-172)无369397425
负离子143143,171143,171171
三羟甲基丙烷酯结构三辛酸酯二辛酸、癸酸酯辛酸、二癸酸酯三癸酸酯
3结束语
通过液相色谱-质谱联用,大气压化学电离源，能很好地对多元醇酯进行组成分析。

对合成酯皂化,分离出混合酸，用GC-MS对混合酸进行鉴定，分析混合酸的结构。

运用该方法能很好地对多元醇酯组成结构进行分析,指导合成反应混合酸加料比□参考文献：
[1]郭力，彭著良,胡建强，等•合成酯的理化性能[J].合成
润滑材料,2009,36(3):28-33.
[2]朱永进，曹毅.合成润滑剂的现状及发展[J].合成润滑
材料,2003,30(2)：41-44.
[3]马海红，马瑞，李维民，等.合成酯类润滑油水解性能研
究现状[J].石油学报(石油加工)，2016,32(5)：1075-1082.[4]郑哲，方建华，王建华，等.合成酯类油结构对水解安定性
的影响[J].后勤工程学院学报，2016,32(1)：29-34. [5]杨忠学，余树楷，刘强，等.多元醇酯冷冻机油的化学组
成及其分子结构鉴定[J].理化检验-化学分册,2014, 50(9)：1076-1080.
[6]GB/T8021-2003石油产品皂化值测定法[S].
收稿日期：2018-06-17。

作者简介:李进，学士，高级工程师，1987年毕业于西北大学化学系分析化学专业,主要从事润滑油与添加剂组成结构分析工作。

E-mail:lijin_rhy@petrochina,
i宇波材料所研发出的石墨烯润滑剂为机械摩擦问题提供新方案!
I I
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋功能材料团队基于石墨烯，开发出了一种新的环;：境友好型水基润滑剂，为机械摩擦问题提供了新的解决方案。

目前，相关研究成果已发表在国际著名!♦SCI期刊《Carbon》上，并申请了国家发明专利。

石墨烯是一种二维碳基纳米材料，具有优异力学性能，材♦
■料片层之间的滑动摩擦系数极低。

发展石墨烯基水润滑添加剂，有望突破现有水润滑介质的性能极限，-♦能大幅提升先进水润滑系统的寿命和可靠性。

通过一系列化学研究方式，团队以甲苯二异鼠酸酯作为♦
；桥联剂，制备出了单端带有氨基的聚乙二醇衍生物(PEG),利用其上的氨基与竣基化石墨烯上的幾基发；t t J生酰胺化反应，最终得到聚乙二醇共价键功能化修饰的石墨烯(PEG-G)。

PEG提高了石墨烯的水分散J
♦性和对摩擦副(两个既直接接触又产生相对摩擦运动的物体所构成的体系称为摩擦副)的润湿性，使其♦;在摩擦副表面形成润滑保护膜，避免了摩擦副之间的直接接触，从而降低了摩擦系数和磨损率，摩擦系;
!数最大降低约39%,磨损率最大降低约81%。

♦♦BASIC RESEARCH。