氧化石墨烯和纳米SiO2增强PTFE复合材料的摩擦磨损行为

作者：彭一超; 龚俊^*; 高贵; 王宏刚; 卢国库

来源：润滑与密封, 2023, 48(08): 152-159.

• 聚四氟乙烯
• 纳米二氧化硅
• 单层氧化石墨烯
• 摩擦学性能

为研究具有层状结构和球状结构的纳米填料之间的相互作用对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损行为的影响，采用冷冻干燥超声共混-冷压-热烧结法制备纳米二氧化硅(nano-SiO2)和氧化石墨烯(GO)填充改性PTFE复合材料。利用LSM-2R往复式摩擦磨损试验机测试干摩擦条件下nano-SiO2和GO复配改性PTFE复合材料的摩擦学性能，采用MicroXAM-800非接触式三维表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析表征转移膜形貌、元素分布和磨痕表面三维形貌，从微观层面揭示nano-SiO2和GO的减摩机制。结果表明：单独填充nano-SiO2与GO均可改善PTFE复合材料的摩擦学特性，其中在较低添加量下，GO在提高PTFE耐磨性方面明显优于nano-SiO2;GO和nano-SiO2复配填充时存在协同效应，与单一填充相比进一步改善了复合材料的摩擦学性能；相比于纯PTFE,3%nano-SiO2/0.5%GO/PTFE复合材料的磨损率降低60.36%。机制分析表明，协同作用和均匀连续转移膜的形成是nano-SiO2和GO增强PTFE复合材料性能优异的主要原因。

• 单位
  兰州理工大学; 机电工程学院; 固体润滑国家重点实验室; 中国科学院兰州化学物理研究所