石墨烯如何讓碳化鎢塗層用更久？

熱噴塗碳化鎢塗層主要用於航空、航太、核能、機械等工業領域的裝備關鍵摩擦運動副零部件表面耐磨防護。但在實際工作環境中，由於碳化鎢塗層較高的硬度，摩擦體系的摩擦因數較大，會對與其配合的摩擦副產生較嚴重的磨損，甚至影響耐磨防護塗層的使用壽命。

在多年的工業製造中，人們發現在碳化鎢噴塗粉末中添加自潤滑添加劑可以有效解決塗層不耐磨的問題，但是長期以來都似乎沒有找到太理想的自潤滑材料。

2004年，石墨烯材料公之於世，這種被稱之為“新型材料之王”的碳質新材料給工業帶來了翻天覆地的變革。有學者發現，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因數，可用於一種碳化鎢塗層的自潤滑減磨塗層添加劑。

但是要將石墨烯作為碳化鎢的潤滑也並不是想像中那麼簡單，氧化石墨烯是納米級單層結構的碳材料，品質較輕，碳化鎢噴塗粉末品質大，如果將氧化石墨烯直接添加到碳化鎢噴塗粉末中，氧化石墨烯在噴塗過程中會被高速焰流吹飛而損失， 很難在塗層中保留氧化石墨烯成分，該怎麼辦？

其實理論上將兩者結合是不難的，石墨烯本身也是一種碳元素，有學者認為把石墨烯當成碳元素與鎢結合就可以了。其主要方法就是在氧化石墨烯表面原位生長納米碳化鎢。以氧化石墨烯作為載體提供碳源，與偏鎢酸銨其混合物在高溫H2 氣氛條件下反應生成 WC。

將AMT與GO按1:5比例配比，在還原溫度700℃，升溫速率為 70 ℃ /min環境下，AMT 反應吸附在氧化石墨烯上形成彌散分佈的納米 WC 顆粒，且鎢在氧化石墨烯上的分佈也較為均勻， 氧化石墨烯的片層結構也比較完整，基本有效地保留了氧化石墨烯的原始薄膜狀態。

經過以上工序強化，石墨烯碳化鎢複合材料實現了其自潤滑功能，摩擦係數大幅降低，其材料性能也近一步加強。

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