一种零件表面改性方法技术

本发明专利技术涉及一种零件表面改性方法。所述方法包括：获取石墨烯和溶剂；将所述石墨烯分散在所述溶剂中，以形成混合均匀的石墨烯溶液；在零件表面涂覆所述石墨烯溶液。根据本发明专利技术的零件表面改性方法，是将二维的石墨烯材料，涂覆在机械零件表面，由于石墨烯二维材料，具有独特的二维层状结构，改善了零件表面摩擦面的润滑性。同时，石墨烯还有高的强度和韧性，使零件表面机械摩擦界面的强度提高，进一步改善了零件表面的性能。

A method of surface modification of parts

【技术实现步骤摘要】
一种零件表面改性方法
本专利技术涉及一种摩擦面的改进方法，具体涉及一种零件表面改性方法。
技术介绍
现有的技术手段中，机器零件摩擦面机械性能的改进方法通常是直接涂覆润滑油、润滑脂等，而通过这种传统方式来减少机器零件摩擦，往往难以取得良好的效果，如涂覆不均匀易致使零件损坏或者使用寿命变短等，涂覆润滑油、润滑脂后的零件表面性能常常仍然不能满足使用需求。为此，本专利技术提供了一种新的零件表面改性方法，用以解决现有技术中的问题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中提到的问题，本专利技术提供了一种零件的表面改性方法，所述方法包括：获取石墨烯和溶剂；将所述石墨烯分散在所述溶剂中，以形成混合均匀的石墨烯溶液；在零件表面涂覆所述石墨烯溶液。示例性地，在将将所述石墨烯分散在所述溶剂中的步骤中，还加入表面活性剂。示例性地，所述表面活性剂为乳化剂。示例性地，采用超声喷涂的方法在零件表面涂覆所述是石墨烯溶液。示例性地，在零件表面涂覆所述石墨烯溶液之后还包括热处理步骤。示例性地，将所述石墨烯分散在所述溶剂中的方法包括：搅拌、超声、加热、振荡中一种或多种方式的组合。示例性地，所述超声喷涂中工作台的温度范围为70-110℃，进料速度范围为0.1-0.5mL/min。示例性地，所述热处理步骤在氩气气氛中进行。示例性地，所述热处理步骤中升温速率范围为2℃/min-10℃/min，保温温度范围为300℃-900℃，保温时间范围为10min-120min。示例性地，所述溶剂包括去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇、NMP、DMF中一种或几种的组合。根据本专利技术的零件表面改性方法，是将二维的石墨烯材料，涂覆在机械零件表面，由于石墨烯二维材料，具有独特的二维层状结构，改善了零件表面摩擦面的润滑性。同时，石墨烯还有高的强度和韧性，使零件表面机械摩擦界面的强度提高，进一步改善了零件表面的性能。附图说明以下结合附图对本专利技术作进一步说明，附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为根据本专利技术的一种零件表面的改性方法的示意性流程图。具体实施方式为了对本专利技术的目的、技术方案及技术效果有更加清楚的理解，现对照附图及具体实施例对本专利技术进一步详细说明。实施例1首先，执行步骤S1：获取石墨烯和溶剂。所述石墨烯为二维纳米材料，示例性的，所述石墨烯为二维层状结构。石墨烯由于其二维层状结构而具有优良的润滑性能。同时，它具有较高的强度和良好的韧性，可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。所述溶剂包括任何可以将石墨烯分散在其中的分散剂。示例性的，所述溶剂包括去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇、NMP、DMF中一种或几种的组合。在这一步骤中还包括称取石墨烯和量取溶剂的步骤。以便在后续获得定量具有特定石墨烯含量的石墨烯溶液。在本专利技术的一个示例中，称取石墨烯20mg、量取去离子水20ml。接着，执行步骤S2：将所述石墨烯分散在所述溶剂中，以形成混合均匀的石墨烯溶液。为了使石墨烯均匀分布在零件表面，在这一步骤中将石墨烯分散在溶剂中形成混合均匀的石墨烯溶液。将所述石墨烯分散在所述溶剂中的方法包括：搅拌、超声、加热、振荡中一种或多种方式的组合。在一个示例中，经过本步骤形成的所述石墨烯溶液中所述石墨烯的浓度范围为0.5-5mg/mL。在这一过程中，为了进一步改善石墨烯在溶剂中的分散的程度，在将石墨烯分散在溶剂中的过程中添加表面活性剂，以对石墨烯的表面进行改性。示例性的，所述表面活性剂包括乳化剂。乳化剂分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的石墨烯互相凝结，使形成的石墨烯溶液比较稳定。进一步，示例性的，所述表面活性剂包括曲拉通，曲拉通作为非离子表面活性剂能够广泛溶于各种溶剂(如水、乙醇等)，从而对石墨烯起到更好的表面改性作用，使得石墨烯溶液中的石墨烯分散得更加均匀。在本专利技术的一个示例中，在将石墨烯分散在溶剂中的过程中添加曲拉通600μL。在一个示例中，所述曲拉通占所述溶液的质量分数为：0.5-8wt.％。接着，执行步骤S3：在零件表面涂覆所述石墨烯溶液。将配置好的石墨烯溶液，涂覆在机械零件表面，由于石墨烯二维材料，具有独特的二维层状结构，改善了零件表面摩擦面的润滑性。同时，石墨烯还有高的强度和韧性，使零件表面机械摩擦界面的强度提高，进一步改善了零件表面的性能。示例性的，采用超声喷涂的方法在零件表面涂覆所述是石墨烯溶液。这种方法得到的涂层，二维石墨烯材料能够均匀地分散在机器零件表面，且所得改进后的摩擦表面光滑平整。示例性的，所述零件的材料包括铝、铁、铜、钛金属及前述金属形成的合金材料。在本专利技术的一个示例中，在4*4cm的铝板进行所述超声喷涂，工作台温度100℃，进料速度0.2mL/min，喷涂8mL石墨烯分散液。示例性的，在零件表面涂覆所述石墨烯溶液之后还包括热处理步骤。热处理步骤使石墨烯溶液中的溶剂稳定挥发，石墨烯在零件表面在高温作用下形成稳定的石墨烯层，有效改善了石墨烯涂覆在零件表面上之后形成的膜层质量。示例性的，在氩气气氛下进行热处理，在氩气气氛下处理避免石墨烯氧化，进一步提升膜层质量，提升零件的表面改性效果。在本专利技术的一个示例中，所述热处理温度360℃保温20min，升温速度10℃/min。根据本专利技术提供的对零件表面进行改进方法，是通过将石墨烯分散均匀的石墨烯溶液涂覆在零件表面即可对机器零件的摩擦面得到实质性改善。该方法操作简单，成本低，环境友好，效果明显，适合工业化应用。应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本专利技术已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本专利技术限制于所描述的实施例范围内。显然本专利技术并不受上述方式的限制，凡未脱离本专利技术的方法构思和技术方案所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，或未经改进将本专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本专利技术的保护范围内。本专利技术的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零件表面改性方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取石墨烯和溶剂；/n将所述石墨烯分散在所述溶剂中，以形成混合均匀的石墨烯溶液；/n在零件表面涂覆所述石墨烯溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种零件表面改性方法，其特征在于，所述方法包括：
获取石墨烯和溶剂；
将所述石墨烯分散在所述溶剂中，以形成混合均匀的石墨烯溶液；
在零件表面涂覆所述石墨烯溶液。


2.根据权利要求1所述的零件表面改性方法，其特征在于，在将所述石墨烯分散在所述溶剂中的步骤中，还加入表面活性剂。


3.根据权利要求1所述的零件表面改性方法，其特征在于，所述表面活性剂为乳化剂。


4.根据权利要求1所述的零件表面改性方法，其特征在于，采用超声喷涂的方法在零件表面涂覆所述是石墨烯溶液。


5.根据权利要求1所述的零件表面改性方法，其特征在于，在零件表面涂覆所述石墨烯溶液之后还包括热处理步骤。


6.根据权利要求1所述的零件表面改性方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁娇娇，刘景军，李团锋，文陈，胡竞之，
申请(专利权)人：北京赛菲斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11