硅烷偶联剂改性氧化石墨烯/氢氧化镁复合材料在高温高载工况下的摩擦特征

编号：CYYJ043639

篇名：硅烷偶联剂改性氧化石墨烯/氢氧化镁复合材料在高温高载工况下的摩擦特征

作者：李双喜 党杰 王子起 高彤 赵檀 毕恩哲

关键词： 氧化石墨烯 氢氧化镁 复合材料 润滑添加剂 摩擦磨损

机构： 北京化工大学机电工程学院 英特尔半导体（大连）有限公司

摘要： 润滑脂在高温高载工况下润滑性能易发生恶化,从而导致严重的摩擦磨损,二维纳米材料因具备优异的减摩性能,能够显著改善润滑脂的摩擦学性能而广泛用作为润滑添加剂,但其往往会因团聚效应而降低其对润滑剂的增强效果。通过氧化还原法制备出氧化石墨烯/氢氧化镁[GO-Mg(OH)2,GM]复合材料,以硅烷偶联剂为改性剂,利用高能球磨法对GM颗粒进行改性制备出改性氧化石墨烯/氢氧化镁[KH-GO-Mg(OH)2,KGM],使用SRV-4摩擦磨损试验机考察了GM、KGM对基础脂高温高载荷下润滑性能的影响,采用多种表征手段对两种材料和磨痕进行表征分析。研究分析表明:KGM较GM具有更小尺寸和厚度;GM和KGM两种润滑添加剂均能提升基础脂的摩擦学性能,最佳质量分数均为0.5%,且KGM的润滑效果和减摩抗磨性能更加突出,在高温(150℃)和高载荷(3.5GPa)下摩擦系数和磨损宽度分别降低36.5%和33.7%。KGM在摩擦表面通过吸附作用形成含有铁、镁、硅和氧元素的润滑保护膜,具有减摩抗磨效果和修复作用。这为研究开发苛刻工况下的高效润滑脂提供了简易、经济的制备方法参考,在可持续润滑方面具有重要潜力与研究价值。