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。

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。

  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。

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。

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。