摩擦磨損是引起能源損耗及工程裝備關(guān)鍵運動部件失效的關(guān)鍵因素,新型固體潤滑涂層及沉積技術(shù)可為工程裝備提質(zhì)延壽提供有效的途徑。石墨烯具備的優(yōu)異機械特性,使其在固體潤滑領(lǐng)域顯示出潛在減磨應用前景。然而,在工業(yè)應用中實現(xiàn)連續(xù)態(tài)石墨烯的原位生長仍存在挑戰(zhàn)。
近日,由華南理工大學、廣東省科學院新材料研究所(以下簡稱省科學院新材料所)和香港城市大學共同組成的研究團隊,采用高溫固溶和競爭催化反應調(diào)控策略,在硬質(zhì)合金(WC-Co)基材上實現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯涂層的原位自適應生長,使得硬質(zhì)合金的潤滑性能得到極大提升。
進一步地,研究團隊通過*性原理模擬揭示了Co原子作為抑制劑,以非成鍵形式與Ni原子競爭,并從C中獲得的電子,減弱了NiC鍵合,降低了能量損耗,從而促進了石墨烯自適應生長。這種競爭反應引起的弱鍵合效應通過降低石墨烯涂層表面滑動能壘與界面分離功,進而降低了表面摩擦。
借鑒該競爭反應策略,有望將硬質(zhì)合金基材擴展到由具備競爭催化反應金屬特性所組成的各種工業(yè)材料表面,以實現(xiàn)石墨烯涂層的工程化減摩應用。
該研究成果發(fā)表于國際碳材料*期刊Carbon(Q1,TOP期刊,IF=10.9)。省科學院新材料所為第二單位,林松盛教授級*工程師為共同通訊作者。該研究工作得到國家自然科學基金和廣東省科學院發(fā)展專項資金等項目的支持。
原文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118561
本站部分文章系轉(zhuǎn)載,不代表中國硬質(zhì)合金商務網(wǎng)的觀點。中國硬質(zhì)合金商務網(wǎng)對其文字、圖片與其他內(nèi)容的真實性、及時性、完整性和準確性以及其權(quán)利屬性均不作任何保證和承諾,請讀者和相關(guān)方自行核實。據(jù)此投資,風險自擔。如稿件版權(quán)單位或個人不愿在本網(wǎng)發(fā)布,請在兩周內(nèi)來電或來函與本網(wǎng)聯(lián)系。