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本论文论述改性石墨烯和石墨烯薄膜的制备过程,同时讨论不同环境下表面官能团对石墨烯薄膜抗摩擦性能的影响,考察改性石墨烯作为润滑油添加剂时摩擦磨损性能的变化情况,并揭示了改性石墨烯及石墨烯薄膜在润滑过程中减磨抗磨作用机理。本研究采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),分别利用乙二胺(EDA)、十八胺(ODA)作为改性剂对氧化石墨烯进行改性,得到氨基改性石墨烯(NRGO)及十八胺改性石墨烯(ODA-GO),通过TEM、XPS等表征方法对所制备的石墨烯的微观形貌、化学组成进行分析。利用电泳沉积法在硅基底沉积氧化石墨烯薄膜和氨基改性石墨烯薄膜,通过MFT-3000旋转摩擦磨损试验仪和非接触式3D轮廓仪研究了薄膜的抗摩擦磨损性能,同时利用SEM、FTIR、Raman考察了薄膜的表面断面形貌及薄膜的元素组成及结构。将十八胺改性石墨烯(ODA-GO)作为润滑油添加剂加入到聚α烯烃(PAO10)中,通过MFT-4000往复式摩擦磨损试验机和3D轮廓仪考察不同载荷、不同石墨烯添加量下,ODA-GO对润滑油PAO10摩擦学性能作用规律。研究结果表明:通过控制沉积电压,调控石墨烯浓度等因素,可以有效的利用电泳沉积法在硅基底制备石墨烯薄膜,同时可以准确控制薄膜厚度,石墨烯薄膜表现出良好的抗摩擦磨损性能,如摩擦系数最低可到0.079,磨损体积降低了2个数量级。对比氧化石墨烯和氨基改性石墨烯薄膜在大气、水、正己烷中的摩擦学性能,在大气环境下两种薄膜均表现出良好的抗摩擦性能;但在水环境下,氧化石墨烯薄膜近乎失效,而氨基改性石墨烯薄膜仍表现出很好的减磨能力,分析认为是水分子的强极性作用破坏了氧化石墨烯薄膜片层之间连接,氨基改性石墨烯薄膜片层间作用力更强,受到影响小,因而表现出更好的环境适应性。十八胺改性石墨烯(ODA-GO)在润滑油PAO10中具有良好的分散性,在3 N的载荷下,摩擦系数呈先降低再升高的趋势,当石墨烯添加含量为1%时具有最低的摩擦系数;在同浓度ODA-GO-PAO10体系中,摩擦系数随着载荷的增大呈线性递增关系,当载荷达到10 N时,石墨烯添加量的多少对摩擦系数影响不再明显。