碳量子点/石墨烯复合材料的制备及摩擦学性能研究

作     者：张丽秀 李帅 芮海博 王俊海 李颂华 尹振宇 李新然 

作者机构：沈阳建筑大学分析与检测技术研究中心 沈阳建筑大学高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程试验室 沈阳建筑大学机械工程学院 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52175107) 辽宁省教育厅项目(LJKZ0599) 辽宁省科技厅项目(2022JH/101300234) 

主　　题：碳量子点 复合材料 分散稳定性 协同作用 摩擦学性能 

摘      要：为提高石墨烯润滑油的分散性及润滑性能，研究石墨烯基碳量子点复合材料的制备并研究其摩擦磨损性能。以柠檬酸为前驱体，通过热解法制备出碳量子点(CQDs)，利用水热合成法将其与石墨烯复合，制备出CQDs/石墨烯复合材料，用静置沉淀法研究添加剂的分散稳定性，利用Rtec摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验，探究CQDs和石墨烯协同作用的摩擦学性能，对复合材料和磨痕进行表征分析。结果表明：CQDs/石墨烯相比于CQDs、石墨烯表现出更好分散性；CQDs/石墨烯润滑油减摩抗磨效果最为显著，当CQDs/石墨烯质量比为4：1时，润滑效果最好；在40N工况下平均摩擦系数相较于石墨烯润滑油降低了49.8%。CQDs/石墨烯润滑油在摩擦过程中会生成一系列碳氧化合物和其他摩擦化学产物，这些产物会形成一层保护膜。可见CQDs的引入可以提高石墨烯润滑油摩擦学性能。