石墨烯作为润滑油添加剂的研究进展*

丁隆新 常伟豪 袁小亚 郑旭煦

(重庆交通大学 材料学院,重庆 400074)

摩擦和磨损在日常生活和自然界中广泛存在，由此造成的能源消耗、机械损耗等问题日益突出，控制或减小摩擦磨损的最有效方法是使用润滑剂。传统的润滑油添加剂常含有硫、磷、氯等有机化合物和金属盐及胺盐，这些添加剂不仅易分解造成对环境的污染，而且不能满足现代机械设备向高速、高温和高载荷方向发展的润滑性能要求，因此寻找高效环保的新型润滑油添加剂受到国内外广泛关注。石墨烯超薄的片层结构[1]、超高的弹性模量(1 100 GPa)和断裂强度(125 GPa)[2-3]、出众的热导率(5 000 W/(m·K))[4-5]、极大的比表面积以及优异的耐高温、自润滑等性能[2-3,6]，使其在润滑油添加剂方面的应用显示出巨大潜力[7-10]。新型石墨烯纳米技术与传统的润滑油相结合，制备出具有优异摩擦学性能的石墨烯复合润滑油，已经成为了润滑油领域新的热点。

本文作者系统介绍了石墨烯、功能化石墨烯和石墨烯复合材料的抗磨减摩性能，归纳总结了其抗磨减摩机制，提出了石墨烯作为润滑油添加剂存在的问题，指出了石墨烯润滑油添加剂的发展方向。

1 石墨烯和氧化石墨烯添加剂的抗磨减摩性能

石墨烯的机械稳定性和耐磨性是其在机械系统润滑的前提[11]，研究表明，添加单层或少层石墨烯或氧化石墨烯能够显著提高润滑油的摩擦学性能。

ESWARAIAH等[12]通过聚焦太阳辐照剥落技术制备了氧含量极低的疏水石墨烯(去除97%的氧)，该石墨烯未经功能化就能稳定分散在润滑油中。……