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。

最佳添加剂浓度为0.5 wt%至1.0 wt%。

此外，三维石
墨烯润滑剂具有优异的分散性和润滑膜形成机制，使其在润滑领域具有广阔的应用前景。

进一步的研究还需探究不同工艺条件下的润滑性能以及三维石墨烯润滑剂的长期稳定性，以期实现在工业领域的实际应用和推广。

本研究通过使用三维石墨烯润滑剂进行摩擦学性能测试，发现其能够显著降低钢材与DLC涂层之间的摩擦系数。

最佳添加剂浓度为0.5 wt%至1.0 wt%。

此外，三维石墨烯润滑剂能
够形成均匀且致密的润滑膜，减少表面的磨损。

这表明三维石墨烯润滑剂可作为一种高效的润滑油添加剂，提高表面的耐磨性。

值得注意的是，超过 1.0 wt%的浓度会导致摩擦系数反弹，降低润滑效果。

三维石墨烯润滑剂具有优异的分散性和润滑膜形成机制，具备广阔的应用前景。

未来需进一步研究不同工艺
条件下的润滑性能和长期稳定性，以期实现在工业领域的实际应用和推广。