高效且低成本的石墨烯增强润滑剂

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美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的研究人员一直致力于用石墨烯等固体润滑剂替代石油。Argonne的实验室指导研究与开发(LDRD)计划提供了为此目的开始实验所需的种子资金。这项工作可能对汽车工业内外产生深远的影响。它可以帮助风力涡轮机更轻松地移动,从而使它们能够产生更多能量。它还可以更好地密封机器,因为它从地面或海上泵出石油或天然气。

Argonne团队创造了石墨烯增强润滑剂图像石墨烯封装的金刚石球轴承将纳米级超润滑性转化为宏观尺度现象

石墨烯还可用于更好地保护球轴承,球轴承在暴露于水时会随着时间的推移而腐蚀,这一过程通常被称为摩擦腐蚀。Argonne开发的基于石墨烯的工艺表明,几层石墨烯不仅可以减少钢与钢的摩擦力7倍,磨损10,000倍,还可以显着降低摩擦腐蚀问题。

研究人员表示,“与目前市场上现有的任何其他固体润滑剂涂层相比,这是一项重大改进。” “此外,所需石墨烯的数量非常少,因此成本要低得多,消除石油浪费将更加环保,这是一个很大的附带好处。”

Argonne团队继续从美国能源部获得额外的两笔拨款,总计140万美元,但是通过最初的LDRD资助,他们认为石墨烯是一种新兴的固体润滑剂,与现有的油基和其他固体不同。润滑剂,包括石墨润滑剂,甚至类似钻石的碳。

石墨烯不仅表现更好,而且更实惠。即使是中等质量的石墨烯也非常适用于摩擦学应用,而各种电子和传感器应用并非如此。

传统固体润滑剂涂层的大部分成本与应用它所需的基础设施有关,包括运行相关机器的电力和机器的维护。石墨烯不是这样,石墨烯可以通过在空气中喷洒溶液来施加,并且可以涂覆任何复杂的形状或尺寸 - 并且在大的表面区域上。

为了将他们的发现带入市场,研究团队目前正与两个不同行业的不同公司合作。

第一个是世界领先的机械泵密封件供应商之一。它正与科学家合作,用石墨烯代替碳化硅密封件,这样可以减少磨损和摩擦。

该团队还计划与汽车行业的另一家公司合作,该公司使用模具制造汽车零件,包括门板。阿贡研究人员正在寻求开发一种新型润滑剂,可以减少金属成型应用中的摩擦,从而降低汽车制造成本。




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