本文關鍵詞：改性石墨烯電泳沉積薄膜和潤滑油添加劑的摩擦學性能

  更多相關文章： 電泳沉積 石墨烯薄膜 氨基改性 十八胺改性 潤滑油 摩擦磨損

【摘要】：本論文論述改性石墨烯和石墨烯薄膜的制備過程,同時討論不同環(huán)境下表面官能團對石墨烯薄膜抗摩擦性能的影響,考察改性石墨烯作為潤滑油添加劑時摩擦磨損性能的變化情況,并揭示了改性石墨烯及石墨烯薄膜在潤滑過程中減磨抗磨作用機理。本研究采用Hummers法制備氧化石墨烯(GO),分別利用乙二胺(EDA)、十八胺(ODA)作為改性劑對氧化石墨烯進行改性,得到氨基改性石墨烯(NRGO)及十八胺改性石墨烯(ODA-GO),通過TEM、XPS等表征方法對所制備的石墨烯的微觀形貌、化學組成進行分析。利用電泳沉積法在硅基底沉積氧化石墨烯薄膜和氨基改性石墨烯薄膜,通過MFT-3000旋轉摩擦磨損試驗儀和非接觸式3D輪廓儀研究了薄膜的抗摩擦磨損性能,同時利用SEM、FTIR、Raman考察了薄膜的表面斷面形貌及薄膜的元素組成及結構。將十八胺改性石墨烯(ODA-GO)作為潤滑油添加劑加入到聚α烯烴(PAO10)中,通過MFT-4000往復式摩擦磨損試驗機和3D輪廓儀考察不同載荷、不同石墨烯添加量下,ODA-GO對潤滑油PAO10摩擦學性能作用規(guī)律。研究結果表明:通過控制沉積電壓,調控石墨烯濃度等因素,可以有效的利用電泳沉積法在硅基底制備石墨烯薄膜,同時可以準確控制薄膜厚度,石墨烯薄膜表現(xiàn)出良好的抗摩擦磨損性能,如摩擦系數(shù)最低可到0.079,磨損體積降低了2個數(shù)量級。對比氧化石墨烯和氨基改性石墨烯薄膜在大氣、水、正己烷中的摩擦學性能,在大氣環(huán)境下兩種薄膜均表現(xiàn)出良好的抗摩擦性能;但在水環(huán)境下,氧化石墨烯薄膜近乎失效,而氨基改性石墨烯薄膜仍表現(xiàn)出很好的減磨能力,分析認為是水分子的強極性作用破壞了氧化石墨烯薄膜片層之間連接,氨基改性石墨烯薄膜片層間作用力更強,受到影響小,因而表現(xiàn)出更好的環(huán)境適應性。十八胺改性石墨烯(ODA-GO)在潤滑油PAO10中具有良好的分散性,在3 N的載荷下,摩擦系數(shù)呈先降低再升高的趨勢,當石墨烯添加含量為1%時具有最低的摩擦系數(shù);在同濃度ODA-GO-PAO10體系中,摩擦系數(shù)隨著載荷的增大呈線性遞增關系,當載荷達到10 N時,石墨烯添加量的多少對摩擦系數(shù)影響不再明顯。
【關鍵詞】：電泳沉積 石墨烯薄膜 氨基改性 十八胺改性 潤滑油 摩擦磨損
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TB383.2
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內外本學科領域的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢10-12
• 1.3 石墨烯概述12-19
• 1.3.1 石墨烯簡介12-15
• 1.3.2 石墨烯的性質和應用15-16
• 1.3.3 石墨烯表面改性及摩擦學研究16-17
• 1.3.4 石墨烯薄膜制備及摩擦學研究17-19
• 1.4 本論文的選題依據(jù)和研究內容19-21
• 第2章 電泳沉積石墨烯薄膜的制備及摩擦學性能21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 原料與儀器設備21-22
• 2.2.2 實驗步驟22-23
• 2.2.3 樣品結構與性能表征23
• 2.3 結果與討論23-28
• 2.3.1 石墨烯微觀形貌分析23-24
• 2.3.2 石墨烯薄膜表面元素成分及結構分析24-26
• 2.3.3 石墨烯薄膜表面及斷面分析26
• 2.3.4 石墨烯薄膜的摩擦學性能分析26-28
• 2.4 小結28-29
• 第3章 改性氧化石墨烯電泳沉積薄膜在不同介質中的摩擦學性能29-36
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗部分29-31
• 3.2.1 原料與儀器設備29-30
• 3.2.2 實驗步驟30
• 3.2.3 樣品結構與性能表征30-31
• 3.3 結果與表征31-35
• 3.3.1 GO與NRGO的微觀形貌分析31
• 3.3.2 GO薄膜與NRGO薄膜元素成分分析31-33
• 3.3.3 GO薄膜與NRGO薄膜結構分析33-34
• 3.3.4 GO薄膜與NRGO薄膜摩擦學性能分析34-35
• 3.4 結論35-36
• 第4章 十八胺改性石墨烯對液體潤滑界面摩擦學性能影響36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 實驗部分36-38
• 4.2.1 原料與儀器設備36-37
• 4.2.2 實驗步驟37
• 4.2.3 樣品結構與性能表征37-38
• 4.3 結果與討論38-44
• 4.3.1 GO與ODA-GO的表面形貌分析38-39
• 4.3.2 GO與ODA-GO的元素成分分析39-40
• 4.3.3 GO與ODA-GO的化學結構分析40-41
• 4.3.4 ODA-GO添加于PAO10中摩擦學性能分析41-44
• 4.4 小結44-45
• 結論45-46
• 參考文獻46-53
• 致謝53-54
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄54

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 覃信茂;謝卓成;謝泉;;石墨烯改性研究進展[J];電子元件與材料;2014年03期

2 周建偉;程玉良;王儲備;y嚵亮，

本文編號：612599