高温退火对石墨烯摩擦性能的影响

• 作者: 冯鑫 李玲玲 王永康 魏志勇
• 来源期刊: 东南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜 石墨烯 退火 缺陷密度
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 115-120
• 页数: 6页
• 分类号: TH117.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-0505.2021.01.016

摘要

为了探讨高温环境下石墨烯摩擦性能变化对其作为固体润滑剂性能的影响,采用原子力显微镜研究了单层石墨烯在空气中不同温度下退火后的摩擦学性能,比较了不同温度下退火前后摩擦力及黏附力的变化.通过拉曼光谱检测石墨烯的缺陷并计算石墨烯的缺陷密度,最后建立了不同荷载下单层石墨烯摩擦力随缺陷密度的变化关系.实验结果表明:在空气中退火后石墨烯的摩擦力及黏附力显著增强,在空气中300 ℃下退火后石墨烯的摩擦力约为原始石墨烯的2～3倍,黏附力增加了1倍左右,且退火温度越高,摩擦力和黏附力的增强效果越明显;石墨烯在200～300 ℃之间开始产生明显的缺陷,且缺陷密度也随着退火温度的升高而增大.高温退火后石墨烯产生的结构缺陷是导致单层石墨烯摩擦力和黏附力发生重要变化的原因.