青岛科技大学《ACS ANM》:银/石墨烯纳米复合材料作为水润滑添加剂

成果简介

从经济和环保的角度来看，水基润滑是最有前途的技术之一。然而，水的弱润滑性阻碍了其在陶瓷轴承行业的广泛应用。本文，青岛科技大学史伟杰等在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表名为“Silver/Graphene Nanocomposite as an Additive for Aqueous Lubrication”的论文，研究通过静电吸附和原位还原制备磺化氧化石墨烯后，合成了银/石墨烯纳米复合材料（SGN），作为在水中具有良好分散性的添加剂。研究发现，在水中添加SGN可显著改善陶瓷部件的摩擦学性能。

实验结果表明，在150rpm和3N的条件下，0.2wt%的SGN水溶液分别促进了52.2%和54.2%的减摩和耐磨性能的提高。此外，还进行了3600s长时间的摩擦试验，以研究机构的润滑。磨损表面分析表明，塌陷的银纳米颗粒粘附在摩擦表面上，以产生保护涂层并修复磨损表面。SGN的优异润滑性可能归因于Ag纳米颗粒的滚动和石墨烯的层间剪切的协同效应，石墨烯在滑动过程中作用于组件之间的界面。

图文导读

图1.SGN水溶液的制备流程。

图2.（a） AFM照片和（b，c）SGN的TEM图像。

图3。在1和3 N和平均FC以及Al2O3盘在50、100和150 rpm下的磨损轨迹宽度下测试的FC曲线。

图4。（a，d）Si3N4球的WSD，（b，e）Al2O3盘的磨损痕迹，以及（c，f）在（a–c）水和（d–f）SGN润滑下（b，f）的相应放大图像

图5。（a）Si3N4球和（b）用SGN润滑的Al2O3盘中摩擦表面的SEM图像和（c，d）相应的EDS图。

图6.SGN的润滑机制。

小结

本研究采用静电吸附和原位还原等方法制备了具有几层结构的SGN。它可以很好地分散在水中。增强的润湿性有利于润滑。这项工作有利于促进水性润滑在陶瓷轴承工业中的实际应用。

文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.2c04450