石墨烯織構(gòu)對(duì)摩擦磨損的影響

石墨烯織構(gòu)對(duì)摩擦磨損的影響

圖6給出了不同面積率織構(gòu)試樣在各個(gè)溫度下的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)。圖6a顯示，在PAO4基礎(chǔ)油條件下，相對(duì)于未處理表面，3種織構(gòu)樣品摩擦系數(shù)在60℃、100℃時(shí)明顯升高。其原因是，織構(gòu)改變了表面的粗糙度，使接觸區(qū)因摩擦而發(fā)生變化，加上在此溫度下明顯的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)生較多的磨屑，使表面微凹坑織構(gòu)因磨損完全破壞，未能起到有效的減磨性能；圖6b為潤(rùn)滑油中添加石墨烯的情況?？梢钥闯觯娣e率為20%樣品的摩擦系數(shù)較高，5%的較低，0和10%的在兩者之間。這可能是由于在摩擦過程中石墨烯在摩擦副表面形成一層吸附膜，阻礙氧化反應(yīng)的發(fā)生，大幅度減少了磨屑產(chǎn)生。而表面織構(gòu)容納磨屑，起到了減磨的作用。宏觀上，過多的織構(gòu)相當(dāng)于增大了表面粗糙度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示5%樣品的摩擦系數(shù)最低。試驗(yàn)后對(duì)平面試樣的磨損率做了分析，結(jié)果列于表2。從表2可以看出，在25℃和150℃石墨烯添加后對(duì)0#、3#磨損率影響不大，2#樣品的磨損率降低了40%-60%，在60℃和100℃添加石墨烯后的磨損率降幅非常明顯，最高可降低95%（2#樣品）。
3結(jié)論
1.以石墨烯作為潤(rùn)滑油添加劑，以GCr15/青銅為摩擦副，Span-80可使石墨烯穩(wěn)定分散在PAO4潤(rùn)滑油中，抑制石墨烯的團(tuán)聚。
2.石墨烯可改善接觸面的摩擦磨損性能，在60℃和100℃改善效果最為明顯，摩擦系數(shù)最大可降低78%，磨損率最大可降低95%。
3.在磨屑較少時(shí)表面織構(gòu)可收集磨屑，起減磨效果；當(dāng)磨屑較多表面織構(gòu)不足以收集時(shí)，其減磨性能大幅度下降。在純PAO4潤(rùn)滑油條件下磨屑較多，原始樣品（面積率0）的摩擦系數(shù)和磨損率表現(xiàn)較低；在添加石墨烯的PAO4潤(rùn)滑油的條件下磨屑較少，面積率為5%的試樣摩擦系數(shù)最低，10%試樣的磨損率最低。

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