石墨烯改性碳化钨自润滑耐磨添加剂

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建最常用的固体润滑剂-石墨的基本单元，具有比石墨更低的摩擦系数，是一种新型的自润滑减磨涂层添加剂。

但是石墨烯质量较轻，属于单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质材料，质量较轻，将其作为润滑剂直接添加到碳化钨喷涂粉末中，石墨烯与碳化钨粉末相容性极差，很难与粉末进行有效的均匀混合和掺杂，因此在热喷涂过程中由于喷涂粒子飞行焰流较高速度会造成质量很轻的石墨烯质量损失，另外喷涂粒子束流温度较高，也会造成石墨烯的热变形和热损失。另外，石墨烯比表面积较大，活性高，在与碳化钨喷涂粉末复合时容易团聚，很难保证在喷涂粉末中均匀混合，从而难以保证制备涂层具有自润滑耐磨特性。

为了更大程度地发挥石墨烯应用于自润滑耐磨涂层的减磨辅且，降低热喷涂碳化钨涂层的摩擦系数，研究人员对石墨烯进行改进，其内容包括：

称取1g氧化石墨烯，加入1000g无水乙醇，均匀搅拌混合，在加入50g去离子水进行混合，在超声分散仪中，选用10mm振幅杆，超声处理时间为30min，超声频率为10Hz，获得石墨烯分散的混合液，分别称取质量百分比为99%的偏钨酸铵和1%的羰基钨混合成含钨的前驱体混合物，称取1g含钨前驱体混合物加入到石墨烯分散 溶液中，搅拌30min，搅拌过程中不断滴入无水乙醇，滴入量为18g，随后将得到的沉淀抽滤，在烘箱中加热70℃，烘干10min，将得到的干燥粉体，置于氧化铝坩埚中，在管式还原炉中通一定量H2，H2流量为l00sccm，以5℃/min的升温速率，加热至700℃，保温时间为1h，最后通 H₂冷却至室温，获得改性石墨烯，并可作为石墨烯改性碳化钨自润滑耐磨添加剂使用。

通过改进，碳化钨粉末与改性氧化石墨烯较好地实现相容，达到一定的结合强度，在喷涂过程中粉末内部的石墨烯不会被喷涂高温、高速焰流而重量损失或热损伤，有效的保留了获得涂层内部石墨烯的含量，更大程度上发挥了石墨烯应用于自润滑耐磨涂层内部石墨烯的自润滑特性，降低热喷涂碳化钨涂层的摩擦系数，这种改进型的材料可用于航天发动机等设备的喷涂。

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