石墨烯增强聚硅氮烷基宽温域润滑涂层

马玉霞1,2, 李谋吉1, 汤洁1, 彭振军1, 于强亮1, 马正峰1, 吉利1, 张丽慧1, 于波1（1.中国科学院 兰州化学物理研究所 润滑材料全国重点实验室；2. 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院）

摘要：文中针对宽温域下器件表面涂层润滑防护需求，通过分子结构改性策略构建了新型复合涂层体系. 采用端羟基聚丁二烯(HTPB)作为大分子增韧剂对聚硅氮烷(Polysilazane, PSZ)进行增韧改性，并进一步引入石墨烯(Graphene,GP)构建协同增强体系，成功制备出P@H(PSZ/HTPB)和P@H@GP(PSZ/HTPB/GP)这2种改性涂层. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征证实，HTPB与PSZ基体间通过化学键合实现了有效复合，力学性能测试表明，改性涂层展现出优异的综合性能，结果表明，2种改性涂层在摩擦学性能和磨损形貌方面均显著优于未改性的PSZ涂层. 通过室温(25°С)条件下的性能筛选，最终确定具有最优组分比例的P@H@GP涂层进行宽温域(25~400°С)和变载荷条件下的系统性评价. 测试数据显示，该改性涂层在从室温(25°С)到400 °С的宽温域范围内均保持稳定的低摩擦因数. 值得注意的是，P@H@GP涂层在中高温区(200~400°С)展现出更优异的减摩特性，这种新型复合涂层的成功改性有望为中高温度端发动机零部件的减摩抗磨提供解决方案.

关键词：固体润滑剂；高温润滑；大分子柔性链；减摩抗磨；韧性增强