石墨烯改性碳化鎢自潤滑耐磨添加劑

石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料,是構建最常用的固體潤滑劑-石墨的基本單元,具有比石墨更低的摩擦係數,是一種新型的自潤滑減磨塗層添加劑。

但是石墨烯品質較輕,屬於單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質材料,品質較輕,將其作為潤滑劑直接添加到碳化鎢噴塗粉末中,石墨烯與碳化鎢粉末相容性極差,很難與粉末進行有效的均勻混合和摻雜,因此在熱噴塗過程中由於噴塗粒子飛行焰流較高速度會造成品質很輕的石墨烯品質損失,另外噴塗粒子束流溫度較高,也會造成石墨烯的熱變形和熱損失。另外,石墨烯比表面積較大,活性高,在與碳化鎢噴塗粉末複合時容易團聚,很難保證在噴塗粉末中均勻混合,從而難以保證製備塗層具有自潤滑耐磨特性。

石墨烯改性碳化鎢自潤滑耐磨添加劑圖片

為了更大程度地發揮石墨烯應用於自潤滑耐磨塗層的減磨輔且,降低熱噴塗碳化鎢塗層的摩擦係數,研究人員對石墨烯進行改進,其內容包括:

稱取1g氧化石墨烯,加入1000g無水乙醇,均勻攪拌混合,在加入50g去離子水進行混合,在超聲分散儀中,選用10mm振幅杆,超聲處理時間為30min,超聲頻率為10Hz,獲得石墨烯分散的混合液,分別稱取品質百分比為99%的偏鎢酸銨和1%的羰基鎢混合成含鎢的前驅體混合物,稱取1g含鎢前驅體混合物加入到石墨烯分散 溶液中,攪拌30min,攪拌過程中不斷滴入無水乙醇,滴入量為18g,隨後將得到的沉澱抽濾,在烘箱中加熱70℃,烘乾10min,將得到的乾燥粉體,置於氧化鋁坩堝中,在管式還原爐中通一定量H2,H2流量為l00sccm,以5℃/min的升溫速率,加熱至700℃,保溫時間為1h,最後通 H2冷卻至室溫,獲得改性石墨烯,並可作為石墨烯改性碳化鎢自潤滑耐磨添加劑使用。

通過改進,碳化鎢粉末與改性氧化石墨烯較好地實現相容,達到一定的結合強度,在噴塗過程中粉末內部的石墨烯不會被噴塗高溫、高速焰流而重量損失或熱損傷,有效的保留了獲得塗層內部石墨烯的含量,更大程度上發揮了石墨烯應用於自潤滑耐磨塗層內部石墨烯的自潤滑特性,降低熱噴塗碳化鎢塗層的摩擦係數,這種改進型的材料可用於航太發動機等設備的噴塗。

 

 

微信公众号

 

鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。