【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种复合薄膜的制备方法,具体涉及一种超薄氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备方法。
技术介绍
作为两种成熟的固体润滑材料,聚四氟乙烯与氟化石墨具有优良的润滑性能而被广泛应用于各种工业领域。其中,氟元素的引入导致材料内聚能和表面能明显减小,作用力减弱而使其更易于延展和层间剪切滑动,以上特性赋予两种含氟材料的润滑性能大幅优于其无氟本体聚乙烯和石墨。但随着器件向微型化、低能耗、高精确度方向的发展,传统润滑材料已无法匹配器件的微小尺寸。作为一种纳米级高强度二维材料,石墨烯的出现促使人们探讨其作为润滑材料的可能性。在一系列研究中,石墨烯的确表现出良好的润滑性能。而新兴材料氟化石墨烯,作为石墨烯的含氟衍生物,凭借其继承自本体的机械强度和由氟化带来的高化学及热稳定性、低表面能、低剪切强度等特性,具有比石墨烯更为优良的润滑性能,在固体润滑领域颇具应用前景。氟元素在赋予氟化石墨烯优良性质的同时也带来其加工处理困难的难题。其中氟化石墨烯的惰性及低表面能使其难于分散于水系溶剂中进行化学修饰,因而后续处理成为其应用的巨大挑战。目前已有的化学气相沉积与等离子体技术虽也可直接制备氟化石墨烯薄膜,但相关设备复杂、成本高昂、尺寸有限,并不适合于广泛且大量应用的润滑场合。相关研究表明羟基与氟基团具有相似的极性且互为等电子体。在此启发下,认为在保留氟元素的基础上引入极性羟基可有效提升氟化石墨烯的可分散加工性,为其各种应用开辟新的有效路 ...
【技术保护点】
一种超薄氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(ⅰ)氟化石墨烯分散液的制备将氢氧化物加入到有机溶剂中进行搅拌,在搅拌过程中,加入氟化石墨粉末,将混合液超声分散至均匀后放入烘箱干燥直至溶剂蒸发尽;将得到的混合物于180℃加热4h,然后静置至室温,反应产物加入水中搅拌分散,再经减压抽滤、洗涤至中性、干燥过程后得到黑色粉末;将黑色粉末重分散于水‑醇混合溶剂中,超声处理5h,超声后得到的分散液经离心后,所得上清液即为氟化石墨烯分散液;(ⅱ)聚多巴胺粘结‑缓冲层的制备将单晶硅基片依次进行清洗和氨基硅烷修饰处理,然后将其浸于预先由盐酸多巴胺溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液得到的弱碱性溶液中,于25℃温度下反应6h~10h,单晶硅基片上得到约20nm厚的聚多巴胺粘结‑缓冲层;(ⅲ)氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备将步骤(ⅰ)中所得氟化石墨烯分散液旋涂于步骤(ⅱ)中单晶硅基片上新制得的聚多巴胺粘结‑缓冲层之上,即得氟化石墨烯复合润滑薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种超薄氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(ⅰ)氟化石墨烯分散液的制备
将氢氧化物加入到有机溶剂中进行搅拌,在搅拌过程中,加入氟化石墨粉末,将混合液
超声分散至均匀后放入烘箱干燥直至溶剂蒸发尽;将得到的混合物于180℃加热4h,然后静
置至室温,反应产物加入水中搅拌分散,再经减压抽滤、洗涤至中性、干燥过程后得到黑色
粉末;将黑色粉末重分散于水-醇混合溶剂中,超声处理5h,超声后得到的分散液经离心后,
所得上清液即为氟化石墨烯分散液;
(ⅱ)聚多巴胺粘结-缓冲层的制备
将单晶硅基片依次进行清洗和氨基硅烷修饰处理,然后将其浸于预先由盐酸多巴胺溶
于三羟甲基氨基甲烷缓冲液得到的弱碱性溶液中,于25℃温度下反应6h~10h,单晶硅基片
上得到约20nm厚的聚多巴胺粘结-缓冲层;
(ⅲ)氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备
将步骤(ⅰ)中所得氟化石墨烯分散液旋涂于步骤(ⅱ)中单晶硅基片上新制得的聚多巴
胺粘结-缓冲层之上,即得氟化石墨烯复合润滑薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种超薄氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备方法,其特征在于:
所述步骤(ⅰ)中氢氧化物是氢氧化钠和氢氧化钾的混合物;所述氢氧化物中氢氧化钠所占
的摩尔分数为50~52%。
3.根据权利要求1所述的一种超薄氟化石墨烯复合润滑薄膜的制备方法,其特征在于:
所述步骤(ⅰ)中有机溶剂是甲醇或者...
【专利技术属性】
技术研发人员:王金清,侯凯明,杨生荣,方治文,刘超,张敏,
申请(专利权)人:山东重山光电材料股份有限公司,中国科学院兰州化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。