發(fā)布時間：2018-06-22 16:05

  本文選題：氧化石墨 + 有機(jī)硅烷��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：摩擦和磨損是造成材料和能源耗損的主要方式。世界1/3以上的一次性能源的損耗都是由摩擦和磨損引起的。減少摩擦和磨損所帶來的能源損耗迫在眉睫。據(jù)報道,納米粒子具有良好的潤滑性能,能夠起到減摩抗磨作用。作為大規(guī)模制備石墨烯的初始材料,氧化石墨具有優(yōu)良的理化性能,研究其及衍生物的摩擦性能具有一定的時代意義。本文采用改進(jìn)Hummers方法制備氧化石墨,并使用兩種具有不同烷基鏈長度的有機(jī)硅烷分子對其進(jìn)行表面改性。利用傅立葉變化紅外光譜、XRD、紫外光譜、掃描電鏡等分析手段,對硅烷改性氧化石墨的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明氧化石墨經(jīng)過表面改性后的結(jié)構(gòu)和形貌發(fā)生了明顯的變化。通過四球試驗方法,研究其在液體石蠟油中的摩擦性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)硅烷改性氧化石墨具有優(yōu)異的摩擦性能,在較低濃度下能夠明顯提高基礎(chǔ)油的減摩能力。而且,不同鏈長硅烷改性的氧化石墨之間的摩擦性能具有差別,歸結(jié)于分散性的差異。分析推測其作用機(jī)理為：一方面,小尺寸的硅烷改性氧化石墨在基礎(chǔ)油中穩(wěn)定分散,容易進(jìn)入金屬接觸區(qū)域；另一方面,在擠壓和剪切應(yīng)力下,氧化石墨從烷基鏈上脫落或卷曲,填補(bǔ)金屬表面的洼坑,從而降低摩擦和磨損。利用一種壓強(qiáng)輔助方法制備聚苯胺和聚苯胺-氧化石墨復(fù)合材料。同時在不同制備工藝條件下,合成出性能各異的納米棒狀聚苯胺。在四球摩擦機(jī)上,探究其作為液體石蠟添加劑時,濃度以及制備工藝對摩擦性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)聚苯胺及其與氧化石墨的復(fù)合物具有良好的減摩特性。初步分析其作用機(jī)理為：首先,直徑為70-80nm的棒狀聚苯胺在摩擦過程中起到“微滾動軸承”的作用。其次,氧化石墨與聚苯胺在潤滑時具有協(xié)同作用。在氧化石墨表面間的聚苯胺作滾動,促使氧化石墨的層間滑離更加容易,從而起到減摩抗磨作用。
[Abstract]:Friction and wear are the main ways to cause material and energy loss. More than a third of the world's disposable energy losses are caused by friction and wear. It is urgent to reduce the energy loss caused by friction and wear. It is reported that nanoparticles have good lubricity and can reduce friction and wear. As the initial material for the preparation of graphene on a large scale, graphite oxide has excellent physical and chemical properties. It is of great significance to study the friction properties of graphene and its derivatives. Graphite oxide was prepared by modified Hummers method and modified by two kinds of organosilane molecules with different alkyl chain lengths. The structure and morphology of silane modified graphite oxide were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV spectroscopy and scanning electron microscope (SEM). The results show that the structure and morphology of graphite oxide have changed obviously after surface modification. The friction properties of the liquid paraffin oil were studied by four-ball test method. The results show that graphite oxide modified by silane has excellent friction property and can obviously improve the antifriction ability of base oil at lower concentration. Moreover, the tribological properties of graphite oxide modified by silane with different chain length are different, which can be attributed to the difference of dispersion. The mechanism is as follows: on the one hand, small size silane modified graphite oxide is stable and dispersed in the base oil, easy to enter the metal contact area; on the other hand, under extrusion and shear stress, Graphite oxide is removed or curled from alkyl chains to fill holes in metal surfaces, thus reducing friction and wear. Polyaniline and Polyaniline-graphite oxide composites were prepared by a pressure-assisted method. At the same time, nanorod Polyaniline with different properties was synthesized under different preparation conditions. In the four-ball friction machine, the effects of the concentration and the preparation process on the friction properties of paraffin were investigated when they were used as liquid paraffin additives. It is found that Polyaniline and its complex with graphite oxide have good antifriction properties. The mechanism is as follows: firstly, the rod-shaped Polyaniline with diameter of 70-80nm plays the role of "micro rolling bearing" in the friction process. Secondly, graphite oxide and Polyaniline have synergistic effect on lubrication. The rolling of Polyaniline on the surface of graphite oxide makes it easier to slip away from the layer of graphite oxide, thus reducing friction and antiwear.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332

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本文編號：2053374