[發(fā)明專利]改性二維潤滑材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110193942.6 | 申請日： | 2021-02-21 |
| 公開（公告）號： | CN112961720B | 公開（公告）日： | 2022-10-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 尹絢;張冰 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京化工大學(xué) |
| 主分類號： | C10M125/08 | 分類號： | C10M125/08;C10M177/00;C10N30/06 |
| 代理公司： | 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203 | 代理人： | 劉萍 |
| 地址： | 100029 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 改性 二維 潤滑 材料 及其 制備 方法 | ||
本申請公開了一種改性二維潤滑材料及其制備方法，其中包括非晶碳薄膜以及改性二維潤滑材料，所述改性二維潤滑材料位于非晶碳薄膜的表面。所述改性二維潤滑材料的制備方法包括了將二維潤滑材料與親水改性劑通過超聲分散，再與陰離子型聚合物溶液混合、超聲、離心，并將得到的改性二維潤滑材液體滴加在非晶碳薄膜表面，靜置至溶劑揮發(fā)完全，即得改性二維潤滑材料。本發(fā)明制備的改性二維潤滑材料具有優(yōu)異的潤滑性能，經(jīng)過空氣中的摩擦磨損測試后，摩擦系數(shù)達到0.1，因此制備得到的改性二維潤滑材料能夠滿足對潤滑性有較高需求的材料或零部件的潤滑需求。
技術(shù)領(lǐng)域
本文涉及機械工程的表面處理技術(shù)，尤指一種改性二維潤滑材料及其制備方法。
背景技術(shù)
非晶碳膜已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)工程領(lǐng)域，尤其是需要抗磨損和低摩擦的車輪、硬盤驅(qū)動器、發(fā)動機。在摩擦過程中，低摩擦磨損非晶碳膜能夠確保機器不會中斷且極地能保持長期低能損的運行(YinX.；ZhangJ.；LuoT.；CaoB.；XuJ.；ChenX.；LuoJ.,Tribochemicalmechanism of superlubricity in graphene quantum dots modified DLC films underhigh contact pressure.Carbon,2021,173,329-338)。在基于自身的原子結(jié)構(gòu)和制備工藝，不同的非晶碳膜會展現(xiàn)出不同的摩擦學(xué)行為。新型二維潤滑材料MXenes已經(jīng)在電化學(xué)儲能領(lǐng)域得到較為廣泛的研究和應(yīng)用，但對于機械工程學(xué)科尤其是摩擦學(xué)領(lǐng)域，其研究和應(yīng)用仍罕見，由此受到各界極大的關(guān)注。作為幾項開拓性的工作之一，Lian等人(Lian,W.；Mai,Y.；Liu,C.；Zhang,L.；Li,S.；Jie,X.,Two-dimensional Ti3C2 coating as anemerging protective solid-lubricant for tribology.Ceramics International,2018,44,20154-20162)通過合成二維Ti3C2涂層發(fā)現(xiàn)，其作為固體潤滑劑同樣可起到減摩作用，在滑移過程中通過二維Ti3C2涂層的減摩誘導(dǎo)作用，富碳潤滑轉(zhuǎn)移膜可阻止接觸界面間兩層金屬滑移面的直接接觸，進一步證實MXenes存在獨特的潤滑機制。目前，類非晶碳薄膜在空氣中的摩擦學(xué)性能尚不能滿足對潤滑有較高需求的機械零部件的服役要求。因此，需要對類非晶碳薄膜表面進行性能調(diào)控，以滿足相關(guān)摩擦學(xué)領(lǐng)域日益嚴苛的潤滑需求。
發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┝艘环N改性二維潤滑材料及其制備方法，這種方法制備得到的改性二維潤滑材料賦予類非晶碳薄膜優(yōu)異的潤滑性能，能夠滿足對潤滑有較高需求的材料或零部件的潤滑需求。
本申請?zhí)峁┝艘环N改性二維潤滑材料，所述改性二維潤滑材料包括：非晶碳薄膜和改性二維潤滑材料；所述改性二維潤滑材料位于非晶碳薄膜的表面。
在本發(fā)明提供的改性二維潤滑材料中，所述二維潤滑材料選自二維金屬碳化物或氮化物中的一種或多種；優(yōu)選地，所述二維潤滑材料為二維碳化鈦(Ti3C2)和二維碳化釩(V2C)。
在本發(fā)明提供的改性二維潤滑材料中，非晶碳薄膜選自類石墨碳(PLC)薄膜、類金剛石薄膜、類聚合物碳薄膜中的一種或多種；優(yōu)選地，所述非晶碳薄膜為類石墨碳(PLC)薄膜。非晶碳薄膜的厚度為1-10μm。
在本發(fā)明提供的改性二維潤滑材料中，改性二維潤滑材料可以在陶瓷、金屬、鋼、硅、玻璃以及無機物等多種基體上滴加，通過引入改性二維潤滑材料使得非晶碳薄膜在大氣環(huán)境中的應(yīng)用性能大幅提高。
另一方面，本發(fā)明提供了，上述改性二維潤滑材料的制備方法，包括以下步驟：
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