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胺边缘功能化氧化石墨烯Pickering乳液的摩擦学行为研究

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氧化石墨烯（GO）因同时兼具界面活性和摩擦学特性在金属加工液领域具有较大的应用潜能。采用改进Hummers法合成了GO，对其进行正辛胺的边缘功能化修饰，并构建了基于功能化GO的Pickering乳液。研究了功能化GO在液-液界面的油水界面行为，以及GO基Pickering乳液在固-液界面的摩擦学行为。利用全自动界面张力仪研究了功能化GO在不同油水界面的界面张力；利用UMT-Tribolab和白光干涉仪研究了GO基Pickering乳液在CoCrMo合金和304不锈钢表面的界面润滑性能；利用Micro-Raman和XPS分析金属摩擦副表面的润滑膜组成，以阐明GO基Pickering乳液的润滑作用机理。研究结果表明：GO基Pickering乳液比空白乳液的减摩性能好，且胺功能化GO在CoCrMo合金上比在304不锈钢上展现出更优的润滑性能。对比空白乳液，在对摩擦副为CoCrMo合金时，GO乳液可降低35.9%的平均摩擦系数和46.7%的钢球磨损率，而Oct-N-GO乳液则可降低48.7%的平均摩擦系数和73.0%的钢球磨损率。机理分析表明，功能化GO良好的界面润湿性能使其所构建的Pickering乳液可以在金属表面形成良好的界面润滑膜；其结构中的烷基胺在摩擦过程中更易发生剪切，降低界面剪切力而起减摩作用；同时，其所形成的润滑膜组分中含有较高的C-O-C/C-OH和C=O，更好地吸附或填补到金属表面而起抗磨作用。