第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXene）具有自润滑能力和丰富的表面官能团，将其用作润滑材料是摩擦学领域的研究热点。近年，我们开展了以下工作：（1）通过电泳沉积的方法制备了Ti₃C₂-GO复合涂层，复合涂层能将基底的摩擦系数降低76%，并且其磨损体积与纯MXene和GO涂层相比分别降低了86%和94%。在此基础上，通过引入金属离子构筑了金属离子增强MXene-GO纳米复合涂层，显著提高了涂层的力学性能和耐磨寿命。特别是引入Cu²⁺后，复合涂层的磨损寿命与MXene-GO涂层相比增加了8倍（图A）。（2）针对MXene作为润滑添加剂在基础油中的分散稳定性差的问题，利用MXene表面丰富的官能团，采用原位生长的方式将双金属羟基盐（HS）纳米片锚定在MXene表面，形成的复合结构，赋予了MXene/HS在PAO油中的自分散性能。在不同载荷下，复合添加剂的润滑性能优于单独MXene和HS的性能，并有效提升了基础油的减摩抗磨性能（图B）。（3）利用MXene表面羟基与硅烷偶联剂间的缩合反应，将共价接枝的硅烷偶联剂-聚醚胺修饰在MXene表面，得到MXene无溶剂纳米流体。其在中高温、高载和高频的工况下保持良好的减摩抗磨性能（图C）。通过FIB-TEM研究了摩擦界面结构，证明MXene纳米流体良好的摩擦学性能主要归因于核-壳结构在摩擦副表面形成了较厚的润滑膜。