不同尺度下石墨烯的磨损行为及其机制

• 作者: 黄哲伟 林强 吉喆 陈苏琳 沈彬
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 石墨烯 尺度 磨损行为 磨损机理 调控
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 专题——石墨烯在摩擦磨损及润滑中的应用|Special Topic—Application of Graphene in Friction, Wear and Lubrication
• 页码范围: 18-42,85
• 页数: 26页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.04.002

摘要

石墨烯作为石墨的基本组成单元,其独特的二维结构与优异的减摩特性使其成为国内外摩擦学领域的研究热点.为了获得稳定的润滑效果,其抗磨损能力受到学者们的广泛关注.重点综述了石墨烯在不同尺度上磨损研究的进展.在微纳尺度上,详细地介绍了石墨烯的磨损行为、磨损机理和可以调控其耐磨性的微观因素(包括层数、界面作用力、缺陷、基底硬度、表面粗糙度、粘附力和自配副接触).在宏观尺度上,根据制备方法的不同,宏观石墨烯涂层主要分为两类:直接法或转移法制备的石墨烯薄膜与自组装法制备的石墨烯涂层.首先,介绍了直接法或转移法制备的石墨烯薄膜的磨损行为和机理,详细阐述了石墨烯薄膜在微纳和宏观尺度上磨损行为变化的根本原因,归纳了调控石墨烯薄膜磨损性能的典型方法.随后,介绍了自组装石墨烯涂层的磨损行为、机理及与薄膜的差异,并总结了增强其宏观磨损性能的策略与内在机制.最后,展望了石墨烯磨损研究的未来方向和实现石墨烯在宏观应用中尚待探索与解决的若干问题.