石墨烯如何让碳化钨涂层用更久？

热喷涂碳化钨涂层主要用于航空、航天、核能、机械等工业领域的装备关键摩擦运动副零部件表面耐磨防护。但在实际工作环境中，由于碳化钨涂层较高的硬度，摩擦体系的摩擦因数较大，会对与其配合的摩擦副产生较严重的磨损，甚至影响耐磨防护涂层的使用寿命。

在多年的工业制造中，人们发现在碳化钨喷涂粉末中添加自润滑添加剂可以有效解决涂层不耐磨的问题，但是长期以来都似乎没有找到太理想的自润滑材料。

2004年，石墨烯材料公之于世，这种被称之为“新型材料之王”的碳质新材料给工业带来了翻天覆地的变革。有学者发现，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因数，可用于一种碳化钨涂层的自润滑减磨涂层添加剂。

但是要将石墨烯作为碳化钨的润滑也并不是想像中那么简单，氧化石墨烯是纳米级单层结构的碳材料，质量较轻，碳化钨喷涂粉末质量大，如果将氧化石墨烯直接添加到碳化钨喷涂粉末中，氧化石墨烯在喷涂过程中会被高速焰流吹飞而损失， 很难在涂层中保留氧化石墨烯成分，该怎么办？

其实理论上将两者结合是不难的，石墨烯本身也是一种碳元素，有学者认为把石墨烯当成碳元素与钨结合就可以了。其主要方法就是在氧化石墨烯表面原位生长纳米碳化钨。以氧化石墨烯作为载体提供碳源，与偏钨酸铵其混合物在高温H2 气氛条件下反应生成 WC。

将AMT与GO按1:5比例配比，在还原温度700℃，升温速率为 70 ℃ /min环境下，AMT 反应吸附在氧化石墨烯上形成弥散分布的纳米 WC 颗粒，且钨在氧化石墨烯上的分布也较为均匀， 氧化石墨烯的片层结构也比较完整，基本有效地保留了氧化石墨烯的原始薄膜状态。

经过以上工序强化，石墨烯碳化钨复合材料实现了其自润滑功能，摩擦系数大幅降低，其材料性能也近一步加强。

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