2004年石墨烯（GN）的出现为科研人员提供了一种全新的润滑材料，得到了极大的关注。石墨烯呈现超薄的层状结构，层间剪切强度极低，且具有极高的弹性模量和抗拉强度。研究证明，石墨烯作为添加剂可以显著提升陶瓷材料的力学性能与摩擦学性能Llorente等采用放电等离子烧结制备了石墨烯/SiC复合陶瓷材料，试验发现，复合陶瓷的弹性模量和硬度有所降低，但是断裂韧性、挠曲强度和摩擦学性能显著提升。Rutkowski等同研究了热压法制备的石墨烯/Si3N4复合陶瓷的性能，发现添加0.5%（质量分数）石墨烯的复合陶瓷拥有最好的力学性能和摩擦学性能。Li等采用等离子喷涂制备了石墨烯/ZrO2复合涂层，其磨损率最多下降了 50%,摩擦系数最多下降29%。Chen等凶利用微弧氧化法制备了石墨烯/SiO复合薄膜，这层薄膜可以有效提高基体表面的抗磨减摩和防腐蚀性能。目前石墨烯-陶瓷复合材料的研究主要集中在块体材料，涂层的研究相对较少，这可能是受陶瓷涂层制备的工艺条件限制，石墨烯-陶瓷复合涂层的制备与性能研究对于拓展陶瓷涂层的应用具有重要意义。等离子喷涂制备的Al2O3+13%TiO2（AT-13）陶瓷涂层具有很高的硬度、良好的致密度和稳定的结合强度，耐磨、耐高温、耐腐蚀和抗冲击性能突出，广泛用作恶劣工作环境下的零件防护涂层。同时AT-13涂层存在自润滑性能差、极端工况下寿命短等问题，国内外学者不断从制备工艺、纳米结构RM和制备复合涂层片等方面入手，努力提高AT-13涂层的综合性能。石墨烯/AT-13涂层具有良好的力学性能和摩擦学性能，其硬度提升了约10%,同时断裂韧性显著提升，摩擦系数和磨损率最多下降了 13%和19%,并且随着载荷的增大，摩擦系数和磨损率呈下降趋势。石墨/AT-13涂层的硬度增加了约30%,但是断裂韧性显著降低，摩擦学性能的提升比较有限。石墨烯和石墨的加入都会改变AT-13涂层的物相组成和微观结构，复合涂层中AI2O3相增多，AbTiOs相则相对减少，同时复合涂层拥有更加致密的微观结构。此外拉曼光谱显示，经历热喷涂后，涂层中能够观察到石墨烯特征峰的存在，但是其结构发生了一定程度的氧化破坏。
本文由桑尧热喷涂网收集整理。本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
