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氧化石墨烯与硼基功能化表面的协同润滑行为及机理研究

氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）以其独特的层状结构、优异的力学性能，作为绿色润滑材料在摩擦学领域中表现出巨大的应用潜力。然而，由于钢等金属表面的粘附性较弱，使得GO在单独对其进行润滑时，无法形成稳定的摩擦膜，从而表现出较差的抗磨减摩性能，限制了GO在摩擦学领域的研究和应用。本研究通过制备硼基功能化表面，显著改善了基底表面的力学和化学性质，克服了GO在钢表面上润滑不良的难题。研究显示，硼基功能化表面与GO之间具有优异的协同润滑行为，其摩擦系数及磨损深度分别降至0.04和0.5 μm左右，仅为水润滑下原始轴承钢的1/12以及1/20。磨痕表面摩擦膜的结构及成分分析结果表明，硼基功能化表面的存在，促进了GO在磨痕处的大量吸附，从而形成了一层厚度可达280 nm左右的主要成分为GO的碳基摩擦膜，使得摩擦过程中的摩擦磨损大幅降低。通过调节摩擦副的表面性质，改善GO的吸附行为，不仅拓展了GO低摩擦行为的适用范围，也为其进一步的研究和应用提供了新思路。