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船舶发动机使用低硫燃油会导致活塞-缸套等关键零部件的磨损加剧。在润滑油中加入合适的纳米润滑添加剂可以有效改善润滑油的性能和承载能力,这为减小船舶发动机运动部件的摩擦磨损提供了一个可行的方法。本文以膨胀石墨和硼酸钾为原材料,以油酸为表面修饰剂,利用等离子体辅助球磨工艺,在不同的放电电流参数下制备了2组石墨烯/硼酸钾润滑油添加剂,采用SEM、TEM、XRD、Raman、FT-IR等检测手段对所制备的石墨烯/硼酸钾润滑油添加剂进行微观结构和表面特性分析,并测试了石墨烯/硼酸钾润滑油添加剂在润滑油中的分散性及摩擦学性能。本文研究内容主要有:1)研究石墨烯的形成机制及纳米硼酸钾在石墨烯上的负载情况。在2A放电电流的条件下,等离子体辅助球磨20h所获得的石墨烯层数为8层,纳米硼酸钾颗粒均匀地分布在石墨烯上。这主要是因为在等离子体的热效应下,膨胀石墨的层间距变大,促进石墨烯从石墨片层上的剥离,同时大电流放电等离子体的微区加热效应也会使硼酸钾颗粒熔化和热爆飞溅,之后迅速冷凝分布在石墨烯片层上,且部分硼酸钾颗粒被石墨烯包裹。2)分析等离子体辅助球磨的放电电流对制备石墨烯/硼酸钾的影响。当降低放电电流为1.5A时,等离子体辅助球磨10h即可获得层数为9层的石墨烯,硼酸钾颗粒为10nm左右。这是因为硼酸钾作为介电材料,1.5A放电电流等离子体对硼酸钾产生的热影响要低于2A电流,硼酸钾颗粒不易熔化和团聚,使得球磨中硼酸钾对石墨的持续嵌入和刮擦发挥了主要作用,加速剥离形成石墨烯。3)测试石墨烯/硼酸钾添加剂在润滑油中的分散性和摩擦学性能。试验结果表明,随着等离子体辅助球磨时间的延长,石墨烯/硼酸钾添加剂在润滑油中的分散性越好。2A放电电流下,球磨20h制备的石墨烯/硼酸钾添加剂的摩擦学性能最优,但1.5A放电电流下球磨10h的石墨烯/硼酸钾添加剂表现出与2A电流下球磨15h的石墨烯/硼酸钾添加剂相近的摩擦性能,即在1.5A电流下能更快地制备出性能相当的石墨烯/硼酸钾复合材料,从而减少球磨时间。4)探究石墨烯/硼酸钾复合油的摩擦学机制。对于复合油来说,石墨烯/硼酸钾润滑油添加剂容易进入到摩擦接触面之间,由于石墨烯比表面积大,石墨烯负载硼酸钾吸附沉积在摩擦副表面,并对磨损表面的磨痕沟壑进行填充修复,降低摩擦副表面的粗糙度。在硼酸钾和石墨烯两者的协同作用下,石墨烯/硼酸钾沉积在摩擦表面形成一个保护层,并且发挥良好的减摩抗磨效果。