石墨烯包覆对纳米颗粒摩擦与磨损性能的影响

作     者：柳向泽 陈杨 霍占磊 郭争荣 LIU Xiangze;CHEN Yang;HUO Zhanlei;GUO Zhengrong

作者机构：上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海市能源工程力学重点实验室上海200444 河北工程大学土木工程学院河北工程大学计算力学与工程应用研究中心河北邯郸056038 

出 版 物：《力学季刊》 (Chinese Quarterly of Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：782-790页

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11602132 11872238) 

主　　题：摩擦 磨损 金刚石纳米颗粒 石墨烯包覆 

摘      要：石墨烯与纳米颗粒作为润滑剂广泛应用于各类机械系统,研究二者的结合将对机械系统的摩擦与磨损性能产生的影响,具有重要的科学研究价值和现实意义.本文基于分子动力学模拟,建立了四种石墨烯包覆(石墨烯包覆纳米颗粒或者包覆基底)模型,研究了石墨烯的包覆方式对纳米颗粒与基底之间的滑动摩擦和磨损性能的影响.研究发现,石墨烯包覆会极大地改变纳米颗粒与基底之间的瞬时摩擦力,并有效提升纳米颗粒与基底之间的抗磨损性能.石墨烯的包覆方式会导致纳米颗粒与基底之间的吸附力产生显著的变化,进而影响摩擦力.针对石墨烯同时包覆纳米颗粒和基底的情况,还考虑了石墨烯的接触公度性对摩擦力的影响.结果显示,石墨烯的接触公度性不会显著影响包覆结构的摩擦性能,并阐述了相关原因.