石墨烯负载纳米LaF₃复合材料的摩擦学性能

乔玉林^1,2，赵海朝¹，臧艳¹，张庆¹

1. 装甲兵工程学院装备再制造国防科技重点实验室2. 装甲兵工程学院机械产品再制造国家工程研究中心

摘 要：采用液相超声直接剥离法制备了石墨烯负载纳米LaF₃复合材料,用SEM、TEM对其形貌进行了表征,利用多功能往复摩擦磨损试验仪考察了石墨烯负载纳米LaF₃复合材料在纯水中的摩擦磨损性能。通过SEM、XPS分别分析了磨痕表面的形貌、典型元素的化学状态,初步探讨了石墨烯负载纳米LaF₃复合材料在纯水中的润滑机理。结果表明:纳米LaF₃均匀分布于多层石墨烯片层表面和层间,其粒径为5⁵0 nm;其作为纯水添加剂具有良好的减摩抗磨性能,如试验载荷10 N,添加剂浓度0.01%（质量分数）时,与纯水润滑时相比,石墨烯负载纳米LaF₃复合材料水分散体系润滑下平均摩擦系数和磨损体积分别下降34.35%和52.40%,这主要是由于复合材料在磨损表面形成的吸附膜、摩擦化学反应膜发生协同作用,改变了水的磨损机理,抑制了Fe的氧化,使得摩擦表面的摩擦磨损得到减轻。

关键词：石墨烯;纳米LaF₃;复合材料;摩擦学性能;磨损机理;