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青岛科技大学《ACS ANM》:银/石墨烯纳米复合材料作为水润滑添加剂

 

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-09  浏览次数:2957
 从经济和环保的角度来看,水基润滑是最有前途的技术之一。然而,水的弱润滑性阻碍了其在陶瓷轴承行业的广泛应用。本文,青岛科技大学史伟杰等在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表名为“Silver/Graphene Nanocomposite as an Additive for Aqueous Lubrication”的论文,研究通过静电吸附和原位还原制备磺化氧化石墨烯后,合成了银/石墨烯纳米复合材料(SGN),作为在水中具有良好分散性的添加剂。研究发现,在水中添加SGN可显著改善陶瓷部件的摩擦学性能。

      实验结果表明,在150rpm和3N的条件下,0.2wt%的SGN水溶液分别促进了52.2%和54.2%的减摩和耐磨性能的提高。此外,还进行了3600s长时间的摩擦试验,以研究机构的润滑。磨损表面分析表明,塌陷的银纳米颗粒粘附在摩擦表面上,以产生保护涂层并修复磨损表面。SGN的优异润滑性可能归因于Ag纳米颗粒的滚动和石墨烯的层间剪切的协同效应,石墨烯在滑动过程中作用于组件之间的界面。


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图1.SGN水溶液的制备流程。

 

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图2.(a) AFM照片和(b,c)SGN的TEM图像。

 

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图3。在1和3 N和平均FC以及Al2O3盘在50、100和150 rpm下的磨损轨迹宽度下测试的FC曲线。

 

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图4。(a,d)Si3N4球的WSD,(b,e)Al2O3盘的磨损痕迹,以及(c,f)在(a–c)水和(d–f)SGN润滑下(b,f)的相应放大图像

 

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图5。(a)Si3N4球和(b)用SGN润滑的Al2O3盘中摩擦表面的SEM图像和(c,d)相应的EDS图。

 

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图6.SGN的润滑机制。

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  本研究采用静电吸附和原位还原等方法制备了具有几层结构的SGN。它可以很好地分散在水中。增强的润湿性有利于润滑。这项工作有利于促进水性润滑在陶瓷轴承工业中的实际应用。

 

文献:

https://doi.org/10.1021/acsanm.2c04450

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