第十四届全国表面工程大会

摘要：通过激光照射直写聚合物诱导生成石墨烯克服了传统工艺对复杂设备及环境的要求，是一种快速制备大面积石墨烯的方法，具有广阔的应用前景。最近我们发现，通过激光直写在聚酰亚胺上制备的石墨烯薄膜，具备大载荷下超耐磨的特性[1]，但对于不同材料的适用性仍待研究。为此，在本研究中，将聚酰亚胺(PI)胶旋涂到硅基体上固化成薄膜，利用波长为450nm,功率为7W的激光诱导PI薄膜生成石墨烯。利用球盘式摩擦磨损试验机对石墨烯薄膜和不同对磨材料进行摩擦实验。结果表明在2N的载荷下，石墨烯薄膜对于氮化硅、碳化硅等陶瓷对磨球的摩擦系数约为0.18，磨损寿命小于700圈；对于黄铜、钢等金属对磨球，经过2000圈的磨合期后，摩擦系数从~0.40下降至0.10左右，进入稳定的低摩擦状态，且磨损寿命均大于5000圈。利用光学显微镜、拉曼光谱仪和扫描电子显微镜表征对磨球和磨痕表面。结果表明：薄膜中的石墨烯通过摩擦转移到金属对磨球表面，形成连续的转移膜；在与陶瓷对磨球摩擦的过程中则被快速消耗，揭示了石墨烯和不同材料的摩擦行为的差异根源。
关键词：激光诱导；聚酰亚胺；石墨烯薄膜；低摩擦；转移膜
  参考文献:
[1] Z. Huang, P. Xue, C. Chen, D. Diao, Rapid fabrication of ultra-wear-resistant graphene nanocrystallite film by direct laser writing, Applied Surface Science 604 (2022) 154658.

 

激光诱导；聚酰亚胺；石墨烯薄膜；低摩擦；转移膜