[发明专利]固体润滑剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及材料润滑领域，具体涉及一种固体润滑剂及其制备方法和用途。所述固体润滑剂包括：石墨烯量子点，氟化石墨烯量子点和纳米二硫化钼。本发明所提供的固体润滑剂以石墨烯量子点作为导电材料，辅以绝缘体氟化石墨烯量子点和纳米二硫化钼，可以调节固体润滑剂的导电性，实现导电性能和绝缘性能的平衡，能够解决高真空、超低温、强辐射放射、超高温、超低温、高转速、高电磁场、强化学腐蚀、强盐雾腐蚀等复杂极端条件下导电固体润滑剂的需求。

技术领域

本发明涉及材料润滑领域，具体涉及一种固体润滑剂及其制备方法和用途，尤其涉及一种能够适用于电子电器、真空、辐射放射、强磁场、强电场、超高温、超低温、高转速、高化学腐蚀和盐雾腐蚀等特殊、极端的导电固体润滑领域的包含有石墨烯量子点的固体润滑剂。

背景技术

软涂层材料作为常用的固体润滑材料，是以金属、陶瓷或非金属材料为基体，通过涂层制备技术在基体上制备一层具有减摩抗磨的材料，常见软涂层材料有软金属、石墨、硫化物、氧化物、氟化物、硒化物等。这些材料大都具有较低的剪切强度，粘附在对偶件上改变摩擦形式，因此具有良好的固体润滑性，但也存在一些不足，如：(1)软金属资源不足，密度大且加工困难；(2)二硫化钼在润滑方面应用较为广泛,但在高温和潮湿环境下易氧化分解为复杂氧化物和酸性物质，对摩擦不利；(3)石墨作为固体润滑剂需要在有水蒸汽和空气的条件下能更好的发挥良好的润滑性，但作为特殊场和特殊条件下的固体润滑剂就不能满足要求。

此外，对于涂层固体润滑技术来说，虽然固体自润滑技术快速发展，但也存在一定的局限性，在研究方面主要面临以下方面的挑战：(1)制备技术的局限性。虽然固体自润滑涂层的制备近些年有很大的发展，但大都存在不足。对于激光熔覆技术来说，熔覆材料的选用、减少熔覆材料蒸发以及涂层裂纹和孔隙的控制研究还有待深入；(2)复杂工况对润滑材料提出了更高的要求。机械加工中使用的自润滑零件往往要面对高温、低温、潮湿以及真空等复杂工作环境，因此制备适应性广、寿命高的自润滑涂层是关键，需要根据材料工作环境，合理设计自润滑材料组份、改进加工工艺以及发展微纳米材料以满足不同要求；(3)涂层材料润滑机理尚不完善。固体润滑材料在参与摩擦磨损时，会有多种因素会影响材料固体润滑性能。

而随着现代工业生产水平的不断提高，对机械的要求也越来越高。当前机械正朝着高速、重载、高效率、低能耗、长寿命、自动化程度高的方向发展，特别是生产领域的不断扩大，还要求机械能满足特殊工况要求，如在高温、真空、低温、辐射条件下工作，这就造成了现有的固体润滑材料不能满足这些特殊工况下的使用需求。

因此，能够用于各种特殊工况下使用的固体润滑剂，还需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种固体润滑剂及其制备方法和用途。所提供的固体润滑剂能够适用于高速、重载、高温、低温、真空、辐射、导电、阻燃、防腐、减震、减噪声等特殊条件下。

本发明的发明人在研究过程中发现：作为常用的固体润滑剂材料，石墨只是在水蒸汽和空气的条件下才有良好的润滑性。石墨水和空气的存在使石墨的工作面上吸附了水和气体分子，增大了互相滑动的解理面间的距离，减弱了它们间的结合力。另一方面附着力也是靠石墨基面边缘的自由键提供的，由于水和气体分子占据了这些自由键，便使附着力降低，这就是石墨材料的润滑有赖于水和空气的原因，在真空、低温、高温等环境下固体润滑性能减弱。从而使得石墨材料在空气稀薄的万米以上高空环境中，其磨损率将会增大。摩擦系数由正常的0.08增至0.5以上。