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摘要
采用液相剥离法制备多层石墨烯(MLG)及MLG/Fe2O3复合纳米材料，将MLG,MLG/Fe2O3及MLG+Fe2O3直接添加至钛合金与钢的滑动界面上，通过干滑动摩擦磨损实验测试TC11合金的摩擦磨损行为。采用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、3D激光扫描显微镜及能谱仪对磨损表面及亚表面的结构、形貌、成分进行分析。结果表明：只添加MLG时，TC11合金磨损失重及摩擦因数的变化趋势与未添加时类似，但磨损更严重。磨面上只含金属Ti,呈现出黏着痕迹、塑性撕裂、犁沟等黏着、磨粒磨损特征，基体发生塑性变形。添加MLG/Fe2O3复合和MLG+Fe2O3机械混合纳米材料时，磨损失重及摩擦因数在一定滑动转数范围内始终保持极低值，处于0附近。磨面上留有MLG和Fe2O3等物相，摩擦层为双层结构，呈现出典型的黑色、灰色区域。转数增至25000转时，添加复合材料时形成的双层摩擦层消失，转变为严重磨损，而添加混合材料时形成的双层摩擦层仍稳定存在。单独的MLG不能改善钛合金的摩擦磨损性能，在含Fe2O3摩擦层基础上添加MLG,形成的双层摩擦层兼具润滑和承载功能，可显著提高钛合金的减摩性和抗磨性。机械混合添加剂诱导形成的双层摩擦层中，因MLG层多且相对含量较高，钛合金表现出更为优异的摩擦学性能。
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单位江苏大学; 机电工程学院; 江苏省特种设备安全监督检验研究院; 泰州学院
