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【润滑新闻】石墨烯有望成为新型抗磨润滑剂

来源:网络 日期:2016-01-29 11:00:11

润滑油生产中,必须考虑润滑减磨的问题总体来说,目前的润滑技术已经取得了巨大进步,但是依然处在发展前进的过程中。最近,美国阿贡国家实验室研究发现,石墨烯作为一种润滑材料,具有出色的抗磨性质,能适应多种运用环境。

Sumant和他的同事对厚度只有一个原子的石墨烯材料进行了抗磨实验。实验中,把石墨烯材料涂在一枚钢球和铁片之间,实验结果发现,哪怕只有单原子层厚度的石墨烯可以经受6500多次研磨,这个实验结果大大超出了常规的固体材料石墨、二硫化钼来。  

  “6500转的研磨次数是个什么概念?为了便于比较,我们看看这些数据:要经受1000次的类似研磨,需要1000层左右的常规润滑剂。相较而言,石墨烯的抗磨性能具有显著的优势。” Sumant说。

石墨用于工业润滑剂,已经有40多年的历史,但是石墨有它的缺点,在潮湿的环境下,石墨的润滑效果很好,但是在干燥环境里,石墨的润滑作用大打折扣,这个缺点限制了石墨的使用。

石墨的缺点来源于它的结构——石墨是三维结构,空气里的水分子会进入石墨的层状分子间,与石墨分子交织引起润滑,如果环境比较干燥,没有足够的水分子进入石墨分子结构,润滑效果就下降。

二硫化钼是我们熟知的润滑剂,既可以作为单独的润滑剂,也可以作为极压添加剂。二硫化钼的性质刚好和石墨相反,二硫化钼在干燥的条件下非常有效,但是潮湿的环境性能会受到影响。在工业运用环境中,寻找一种能适应多变条件的润滑剂很有意义。

Erdemir说:“石墨烯的二维结构赋予了它很大优势,它可以直接附着在不锈钢球的表面,连氢原子都不能透过。”

在以往的文献中,Sumant和他的同事对多层的石墨烯也进行了研究,这一次研究则是针对于单层的石墨烯。对多层片的石墨烯进行的研究发现,它们同样能适应干燥和潮湿的环境,因此,算是一种没有“硬伤”的固体润滑剂。

在含有纯氢气的环境中,Sumant的小组发现石墨烯的使用寿命显著增加,当石墨烯的单层分子开始磨蚀时,氢原子能对磨蚀的结构到修复作用,当石墨烯的分子结构出现“缺口”时,氢原子就予以修复——这也是氢原子进入石墨烯分子层的唯一方式,这意味着石墨烯在这样的条件下,有望一直保持无损状态。

 

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该资讯的关键词为:石墨烯 新型 抗磨 润滑剂