收藏本站
收藏 | 论文排版

冻干石墨烯/铜纳米添加剂及其摩擦性能研究

王鹏  
【摘要】:石墨烯和纳米铜作为纳米添加剂都能够改善润滑油的摩擦性能,但纳米添加剂普遍存在表面能大、易发生团聚的问题。石墨烯比表面积大、表面存在褶皱,能够负载纳米粒子,发挥协同作用。本研究拟将纳米铜粒子附着到石墨烯片层上,以减少其团聚,发挥其协同减摩抗磨作用。由于冻干纳米粒子有粒径均匀、无硬团聚的优点,若在前驱体制备时将石墨烯和铜复配,便可一步制备出石墨烯基铜,有望减少其团聚,提高分散均匀性,进一步改善润滑油的摩擦性能。具体研究如下:(1)以水合肼为还原剂对氧化石墨烯进行还原得到了石墨烯的前驱体溶液,然后进行冷冻干燥制备了石墨烯,并对粉体的微观形貌和物相进行表征。结果表明:冻干法制备的石墨烯横向尺寸为2-3μm,厚度为3.7nm,层数为4-7层,且无硬团聚。(2)使用水合肼将氧化石墨烯和五水硫酸铜一步还原得到了石墨烯基铜的前驱体溶液,然后进行冷冻干燥制备出了石墨烯基铜,并对粉体的微观形貌和物相进行表征。为了探求工艺参数对石墨烯基铜粒径的影响,进行了四因素三水平的正交实验,通过分析实验结果得出各个因素的影响顺序为冻结方式还原剂添加量反应温度物料厚度,同时得到了石墨烯基铜的较优制备工艺。结果表明:冻干石墨烯基铜的横向尺寸为0.7-4.4μm,厚度为2.84-3.47nm,层数为3-6层,厚度和层数均低于单独制备的石墨烯,且铜粒子均匀分散地附着到了石墨烯片层上,说明利用冻干工艺一步还原制备石墨烯基铜可将纳米铜均匀附着到石墨烯片层上,减少石墨烯的团聚和堆叠。(3)研究了冻干石墨烯和石墨烯基铜的分散稳定性和摩擦性能。结果表明:冻干石墨烯和石墨烯基铜具有比市售石墨烯更优良的分散稳定性。石墨烯和石墨烯基铜的较优添加浓度分别为0.05wt%和O.10wt%,在较优添加浓度下,石墨烯基铜油样的平均摩擦系数比基础油和石墨烯油样分别降低了 23.1%和6.1%,磨痕宽度分别降低了 62.3%和55.3%,具有比石墨烯单剂更好的润滑效果,这主要是由于石墨烯基铜能够产生协同作用。通过不同工况下的摩擦实验,发现石墨烯单剂适合中载高速工况,石墨烯基铜在重载高速工况下更能发挥其减摩抗磨性能。(4)为了研究石墨烯/铜的减摩抗磨机理,利用分子动力学理论,分别建立了铜、石墨烯、石墨烯基铜纳米流体模型,从微观角度模拟了纳米粒子在基础流体中的摩擦行为。结果表明:纳米铜粒子在摩擦副间的运动既有平移又有旋转,能够发挥自修复作用和滚珠轴承效应;石墨烯可吸附在摩擦副表面形成保护膜;在较大载荷下石墨烯基铜更易在摩擦副表面形成保护膜,与纳米铜粒子的自修复效应和滚珠轴承效应产生协同作用,提升基础流体的润滑性能,与石墨烯基铜在重载工况下更能发挥其减摩抗磨性能的实验结果相一致。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 华军;任旭亮;赵冬;;基于分子动力学的石墨烯涂层铜基体摩擦性能研究[J];应用力学学报;2021年04期
2 朱心奇;王森林;;石墨与石墨烯的电磁性及其小实验[J];实验教学与仪器;2014年04期
3 ;氧化石墨烯基纤维可实现精确可逆的融合-分裂[J];传感器世界;2021年05期
4 黄乐旭;陈远富;李萍剑;黄然;贺加瑞;王泽高;郝昕;刘竞博;张万里;李言荣;;氧化石墨制备温度对石墨烯结构及其锂离子电池性能的影响[J];物理学报;2012年15期
5 陆启恒;;石墨烯摩擦性能的影响因素[J];科学技术创新;2019年27期
6 马丹萍;祁影霞;;基于反应分子动力学的石墨烯表面水分子结霜机理研究[J];制冷技术;2018年02期
7 程晨;叶仲斌;周村;;改进Hummers法合成氧化石墨及机理探讨[J];广东化工;2016年06期
8 谢金花;肖淑华;张东;;交变电场剥离氧化石墨的研究[J];功能材料;2012年16期
9 张牧星;张小松;丁烨;宋翼;;氧化石墨烯膜间距对电渗析空气除湿特性影响的分子动力学研究[J];化工学报;2021年S1期
10 马晶晶;药宁娜;徐丽;罗红斌;何龙;何雨石;马紫峰;;适用于智能电网的石墨烯基能源材料[J];智能电网;2016年08期
11 陈威;杜鸿达;孙璞杰;李琦;李召平;康飞宇;;用石墨烯浆料制备导热石墨膜的研究[J];炭素技术;2016年04期
12 卢晓通;张志刚;罗洪杰;穆永亮;杜昊;;石墨烯/铜复合材料的制备与摩擦性能测试[J];中国有色金属学报;2019年01期
13 ;科学家发现寻常人家厨房里也能把石墨转化为石墨烯[J];黑龙江科技信息;2014年12期
14 ;中科院相关专利/石墨专利[J];高科技与产业化;2014年02期
15 ;氧化石墨(烯)/石墨烯粉体生产线投产[J];浙江化工;2013年11期
16 袁明文;;石墨烯基电子学研究进展(续)[J];微纳电子技术;2010年11期
17 柴琳;崔晓静;齐永琴;滕娜;侯相林;邓天昇;;一种石墨高效剥离成石墨烯的新策略(英文)[J];新型炭材料;2021年06期
18 郭新峰;张福建;张忠强;;单层多孔石墨烯膜反渗透特性的分子动力学研究[J];微纳电子技术;2019年07期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 韩楠楠;柳洪盛;周思;赵纪军;;石墨炔在过渡金属表面的形成:从化学势的角度研究其与石墨烯的竞争关系[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十分会:纳米体系理论与模拟[C];2016年
2 刘金辉;卢新培;;氢气等离子体还原氧化石墨制备石墨烯的实验研究[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年
3 高超;;石墨烯基仿生复合纤维[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J:高分子复合体系[C];2013年
4 朱佳琦;刘夏;杨庆生;;石墨烯/铝复合材料压缩力学性能模拟[A];北京力学会第二十四届学术年会会议论文集[C];2018年
5 朱佳琦;刘夏;杨庆生;;石墨烯/铝复合材料压缩力学性能模拟[A];北京力学会第二十四届学术年会会议论文集[C];2018年
6 朱佳琦;刘夏;杨庆生;;石墨烯涂层铝材料表面力学性能的分子动力学模拟[A];北京力学会第二十五届学术年会会议论文集[C];2019年
7 程裕鑫;吕巧莲;吴德峰;;石墨烯片厚度对聚乳酸复合材料瞬态流变学的影响[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题D 高分子物理化学[C];2015年
8 李旭涛;祁文忠;刘彩云;李文琛;;真空冷冻干燥技术在蜂王浆干粉及蜂产品复方组份中的应用探析[A];2016年中国蜂业博览会(山东·济宁)暨全国蜂产品市场信息交流会论文集[C];2016年
9 甘甜;胡胜水;;基于石墨烯的电化学传感器[A];第十一届全国电分析化学会议论文摘要(2)[C];2011年
10 单志均;;终点判断在冷冻干燥设备中的应用[A];全国第五届冷冻干燥学术交流会论文集[C];1997年
11 杨庆生;朱佳琦;刘丽雅;;石墨烯复合材料弹塑性力学行为的多尺度分析[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)[C];2018年
12 王圣楠;王锐;张冬冬;曾丽金;王小伟;郭延军;裘晓辉;;氧化/还原石墨烯的结构和局域电学性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
13 吴子伟;吕晓萌;魏晓骏;冯伟;谢吉民;;纳米铁酸铋/石墨烯复合催化体系的光催化性能研究[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
14 朱永祺;李强;许华龙;;对国外食品冷冻干燥设备的若干分析[A];全国第五届冷冻干燥学术交流会论文集[C];1997年
15 康景隆;;开创连续式食品冷冻干燥装置的新时代——我国第一台大型连续式食品冷冻干燥装置研制成功[A];中国食品冷藏链新设备、新技术论坛论文集[C];2003年
16 战艳虎;孟艳艳;王杰;夏和生;;石墨烯/天然橡胶电致发热材料的制备及性能的研究[A];2016年全国高分子材料科学与工程研讨会论文摘要集[C];2016年
17 张存;黄纪祥;杨博林;;石墨炔单轴拉伸的分子动力学研究[A];北京力学会第二十五届学术年会会议论文集[C];2019年
18 黄禹璐;杨振宇;卢子兴;;石墨烯/镍三维仿生复合材料的纳米压痕研究[A];第十七届北方七省市区力学学会学术会议论文集[C];2018年
19 李浩;李明;亢战;;卷曲石墨烯和折叠石墨烯的稳定性研究[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)[C];2018年
20 程江;涂伟萍;杨卓如;陈焕钦;;粉体冷冻干燥制备技术的应用与进展[A];第六届全国冷冻干燥学术交流会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 孙海斌;双层石墨烯的制备及其表面增强拉曼散射效应研究[D];南京大学;2015年
2 吴志敏;石墨烯基吸附与光催化材料的制备与应用[D];华南理工大学;2014年
3 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年
4 田正山;氧化石墨烯功能化应用研究[D];东南大学;2015年
5 王晓霞;石墨烯基功能化复合材料的制备及其电学、吸波性能研究[D];青岛科技大学;2015年
6 宁静;2D/3D石墨烯的可控制备及储能应用研究[D];西安电子科技大学;2015年
7 罗志敏;石墨烯/无机纳米复合材料的制备及其催化传感应用研究[D];复旦大学;2012年
8 宋顺刚;功能化氧化石墨烯复合材料的制备及其性能研究[D];浙江大学;2015年
9 胡韬;新型石墨烯基纳米材料的制备及其在锂离子电池负极的应用[D];东北大学;2014年
10 郑飞;功能化氧化石墨烯的制备及其与共轭聚合物的相互作用[D];山东大学;2017年
11 黄铁凡;交联型氧化石墨烯膜的结构调控和应用[D];浙江大学;2015年
12 林治顺;二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光电催化性能研究[D];广东工业大学;2015年
13 何冰;石墨烯的制备、表征及其性能的研究[D];北京化工大学;2014年
14 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年
15 刘勇;智能化及掺杂改性石墨烯的研究及应用[D];复旦大学;2014年
16 庄华伟;太赫兹及中红外频段石墨烯表面等离激元器件的研究[D];山东大学;2015年
17 洪宁宁;石墨烯的功能化改性及其典型聚合物复合材料的热解与阻燃性能研究[D];中国科学技术大学;2014年
18 李力飞;偏振态可调及石墨烯调Q、锁模柱矢量光研究[D];西北大学;2015年
19 梅青松;荧光氧化石墨烯的制备及其在生物传感器中的应用[D];中国科学技术大学;2012年
20 冯倩;缺陷型石墨烯的氟化及其磁性研究[D];南京大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 王鹏;冻干石墨烯/铜纳米添加剂及其摩擦性能研究[D];西安工业大学;2021年
2 田歌;铂在石墨烯/石墨炔上的吸附及负载体系对乙醇吸附影响的理论研究[D];齐鲁工业大学;2015年
3 冯林敏;氧化石墨烯制备石墨膜及其导热性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 王静静;石墨炔/石墨烯二维异质结的外延生长与光电性能研究[D];天津理工大学;2020年
5 万里;石墨烯/橡胶纳米复合材料的研究[D];青岛科技大学;2014年
6 胡文彬;溶液剥离石墨烯的制备及其在金属电催化甲醇氧化和增强聚合物上的潜在应用[D];青岛科技大学;2015年
7 高莹;石墨烯增强聚乙烯醇复合材料的制备、性能及应用[D];东南大学;2015年
8 王健;西太湖科技园石墨烯产业优化管理的战略研究[D];广西师范大学;2015年
9 陈仲欣;石墨烯的界面优化与尺寸控制[D];复旦大学;2014年
10 章盛娇;二维碳硅体系及其光电器件应用[D];浙江大学;2016年
11 陈彩云;绝缘衬底上石墨烯的制备及表征[D];昆明理工大学;2015年
12 刘健;环境友好型石墨烯-银三维网络复合材料的制备及性能研究[D];齐鲁工业大学;2015年
13 何朝东;石墨烯(氧化石墨)/银复合材料的制备和性能研究[D];北京化工大学;2013年
14 陈元庆;壳聚糖/氧化石墨烯复合材料的制备及性能表征[D];东北林业大学;2016年
15 董斌;全内反射下应力对石墨烯光学性质的调控[D];南开大学;2015年
16 海本融;激光法制备石墨烯的工艺与微结构表征研究[D];东北大学;2014年
17 毕朝刚;氧化石墨烯及其复合物的制备与表征[D];大连理工大学;2014年
18 张苗苗;多层石墨烯破坏强度的分子动力学研究[D];湘潭大学;2020年
19 贾田田;氧化及缺陷石墨烯负载过渡金属的理论研究[D];福州大学;2014年
20 梁树钊;石墨烯基材料合成及其储锂性能研究[D];华南理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 杨萌;资源消耗过快促石墨烯概念大涨 石墨应以稀土为前车之鉴[N];证券日报;2014年
2 刘霞;计算机模拟显示石墨炔的性能胜过石墨烯[N];科技日报;2012年
3 本报记者 黄锐;石墨炔:超能力媲美石墨烯[N];东莞日报;2015年
4 本报记者 刘博 毕德鹏;打造八大中心 占领核心制高点[N];中国建材报;2016年
5 姚琦 曹国斌 解洪旺 本报记者 文天心;浓“墨”重彩打造新型产业支撑[N];黑龙江日报;2016年
6 本报记者 李爱民 薛婧;龙江石墨产业引来北大智囊团[N];黑龙江日报;2015年
7 证券时报记者 杨丽花;石墨资源“宝贵”言过其实[N];证券时报;2014年
8 记者 潘嘉文;上海交大教授来巴考察[N];巴中日报;2015年
9 本报记者 高洪泉 柏长虹;浓“墨”重彩 展现“烯”望[N];鹤岗日报;2016年
10 本报记者 王琼杰;“1344”:做强石墨烯产业的必由之路[N];中国矿业报;2016年
11 本报记者 冯卫东 王小龙;未来晶体管由石墨烷造[N];科技日报;2009年
12 通讯员 张德杰 李建祥 本报记者 王建高;项目刚开工,凭啥订单已排到明年底[N];科技日报;2016年
13 本报记者 王功海;大舞台上唱“新”戏 产业升级展英姿[N];鹤岗日报;2016年
14 中国工业报记者 由庆祝;从“红海”跃入“蓝海” 黑龙江石墨烯产业实现跨越发展[N];中国工业报;2016年
15 陈西萍;石墨及石墨烯产业将成攀枝花新经济增长点[N];中国矿业报;2016年
16 本报记者 薛婧 李爱民;发力石墨产业 哈尔滨新区启动建设龙江碳谷产业园[N];黑龙江日报;2021年
17 本报记者 孙永剑;住手!石墨烯掠夺者[N];中华工商时报;2014年
18 本报记者 胡嘉莉;石墨烯国际中心北京挂牌[N];中华工商时报;2015年
19 本报记者 许红洲;石墨烯产业化极富想象空间[N];经济日报;2016年
20 本报记者 龙跃;首条生产线投产 石墨稀万亿市场启动[N];中国证券报;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978