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    Graphene/SiO2 納米復合材料作為水基潤滑添加劑的摩擦學性能

    924   編輯:中冶有色網   來源:王偉,解澤磊,屈怡珅,常文娟,彭怡晴,金杰,王快社  
    2024-04-17 10:06:55
    鈦合金輕質、耐高溫、耐腐蝕、生物相容性好且無磁性,在航空、航天、兵器、艦船、醫療等領域得到了廣泛的應用[1,2] 但是,鈦合金的導熱系數低、高溫化學活性高和彈性模量小,在切削加工過程中工件與刀具的粘連使其磨損嚴重、加工后的工件表面質量較差、加工成本提高,限制了鈦合金的應用[3~5] 提高鈦合金切削性能的關鍵,在于改善切削界面摩擦狀態,實現高效潤滑 但是,鈦合金獨特的摩擦學特性使傳統金屬加工潤滑液難以在鈦合金表面有效潤滑 在基礎液中添加納米材料,是提高潤滑介質加工性的主要手段[6~8] 石墨烯(Graphene)是一種典型的二維材料,層與層之間依靠弱范德華力連接,具有較弱的剪切力、優異的機械性能、大比表面積和較高的熱導率,在潤滑領域受到了極大的關注[9,10] Ming等[11]在植物油中添加石墨烯用于TC4合金切削加工潤滑,可增強銑削區域油膜的潤滑性能 Ning等[12]將Graphene、磷酸鹽、納米ZrO2等按一定比例混合制備石墨烯水基潤滑劑應用于鈦合金熱軋,降低了熱軋過程的摩擦磨損和氧化 Ibrahim等[13]將石墨烯加入棕櫚油中,摩擦系數和切削能耗比Acculube LB2000商用潤滑油大幅降低 但是,結構完整的Graphene因化學穩定性高而難以在溶劑中穩定分散,容易產生不可逆團聚使摩擦過程中難以進入工況表面,無法發揮抗磨減磨的作用[14,15] 納米復合材料在基礎液中的分散性高,且不同納米材料之間的協同作用可進一步提高潤滑性能 Meng[16,17]等在氧化石墨烯(GO)表面沉積Au或Cu,降低了石墨烯片層間的π-π鍵的相互作用減少了團聚 與單一納米材料(GO、Au和Cu)相比,復合材料之間的協同作用使其具有更優異的潤滑性能 Li等[18]用激光輻射制備的Ag/Graphene復合材料可穩定在油中懸浮60 d以上,這種潤滑添加劑不會產生金屬腐蝕和環境污染 Graphene與金屬納米材料復合的成本高,回收難,因此難以推廣 SiO2中的Si-O親水性和耐磨性較好,且成本較低[19,20] Na等[21]用原位引發聚合法制備的PTFE/SiO2復合材料,提高了PTFE在純水中的分散性和摩擦性能 Zhang等[22]用溶膠-凝膠法制備Fe3O4@SiO2納米復合材料,提高了Fe3O4在環氧樹脂中的分散性 在Graphene表面原位生成SiO2制備Grap
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