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      Carbon:離子液體功能化氟化石墨烯在環(huán)氧涂層中的優(yōu)異抗磨填料

      Carbon:離子液體功能化氟化石墨烯在環(huán)氧涂層中的優(yōu)異抗磨填料

      • 分類:新聞資訊
      • 作者:
      • 來源:
      • 發(fā)布時(shí)間:2025-03-07
      • 訪問量:

      【概要描述】

      Carbon:離子液體功能化氟化石墨烯在環(huán)氧涂層中的優(yōu)異抗磨填料

      【概要描述】

      • 分類:新聞資訊
      • 作者:
      • 來源:
      • 發(fā)布時(shí)間:2025-03-07
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      研究亮點(diǎn)

       

        本研究通過離子熱合成法成功剝離氟化石墨,制備出少層氟化石墨烯(FG-IL),并將其應(yīng)用于環(huán)氧樹脂涂層中,顯著提升了涂層的抗磨性能。研究結(jié)果表明,F(xiàn)G-IL在環(huán)氧樹脂中具有良好的分散性和界面相容性,且在摩擦過程中能夠形成保護(hù)膜,展現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨性能。

       

       

      研究背景

       

      1、氟化石墨烯(FG)是一種重要的石墨烯衍生物,因其具有高機(jī)械強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性和超疏水性等特點(diǎn),被認(rèn)為是一種理想的納米復(fù)合材料、超級(jí)電容器和潤(rùn)滑劑材料。然而,F(xiàn)G在環(huán)氧樹脂涂層中的分散性較差,限制了其在抗磨應(yīng)用中的廣泛使用。

      2、剝離和氟化是制備FG的兩個(gè)主要過程。傳統(tǒng)的剝離方法(如機(jī)械剝離和液相剝離)存在效率低、難以大規(guī)模生產(chǎn)等問題。此外,F(xiàn)G在水和有機(jī)溶劑中的分散性較差,需要開發(fā)一種高效、低成本的制備方法,以實(shí)現(xiàn)FG在復(fù)合涂層中的均勻分散。

       

       

      研究思路

       

        本研究采用離子熱合成法剝離氟化石墨,制備出少層FG-IL納米片,并將其作為納米填料添加到環(huán)氧樹脂涂層中以改善其抗磨性能。研究重點(diǎn)在于探索FG-IL在環(huán)氧樹脂中的分散性、界面相容性以及其在摩擦過程中的作用機(jī)制。通過分析FG-IL的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成,揭示其在環(huán)氧樹脂涂層中增強(qiáng)抗磨性能的機(jī)制。

       

       

      主要結(jié)論

       

      1、FG-IL的制備與結(jié)構(gòu)特性:通過離子熱合成法成功將氟化石墨剝離為少層FG-IL納米片,其厚度約為1.5 nm。FG-IL在水和聚合物樹脂中展現(xiàn)出良好的分散性,且與環(huán)氧樹脂具有良好的界面相容性。XPS分析表明,F(xiàn)G-IL中氟含量顯著降低,表明在剝離過程中部分氟原子被去除,恢復(fù)了部分sp²雜化結(jié)構(gòu)。

      2、涂層的微觀結(jié)構(gòu)與性能:FG-IL/EP復(fù)合涂層的截面形貌顯示出良好的分散性和界面相容性,涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密均勻。與純環(huán)氧樹脂涂層相比,F(xiàn)G-IL/EP涂層的摩擦系數(shù)降低了11.4%,磨損率降低了54.6%。

      3、摩擦學(xué)機(jī)制:FG-IL/EP涂層在摩擦過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨性能,主要?dú)w因于兩個(gè)因素:一是FG-IL納米片在摩擦界面處形成保護(hù)膜,防止摩擦副直接接觸;二是摩擦過程中產(chǎn)生的鐵氟化物(如FeF?/FeF?)進(jìn)一步增強(qiáng)了保護(hù)膜的穩(wěn)定性,有效降低了摩擦和磨損。

       

       

      文章信息

       

      1、Yin Huang, Yushan He, Xiaoqiang Fan, Minhao Zhu. Ionic liquid functionalized fluorinated graphene toward excellent anti-wear filler into epoxy coating[J]. Carbon, DOI:10.1016/j.carbon.2025.120017.

      https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622325000338

      2、作者團(tuán)隊(duì)來自中國(guó)西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院和機(jī)械工程學(xué)院摩擦學(xué)研究所。

       

      信息來源:潤(rùn)滑科技信息平臺(tái)丨訂閱號(hào)

       

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