1、技术领域概述

传统润滑油/脂在机械工程领域有着广泛的应用，但是在使用过程中存在污染、泄露等问题，而且使用温度最高仅有200-300℃，尤其在苛刻的工作环境中（如高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化还原和强辐射等），传统的润滑油和润滑脂会逐渐失效。固体润滑剂的出现，既弥补了流体及半流体润滑剂不能在苛刻条件下工作的缺陷，又解决了在不能使用润滑油和润滑脂的干摩擦条件下的润滑问题。二维纳米材料及其复合材料在润滑领域的优势，不仅表现在其自身具有的优异的减摩、抗磨性能，还表现在多功能化上，如防腐、导热、防静电等。通过简单、可控的化学自组装过程，可以调节复合涂层的组分和结构，进而实现复杂环境、工况的特殊使用要求。

2、取得的主要研究成果及形成的主要产品/技术

（1）自组装CeO₂/GO复合物薄膜的制备及其摩擦学性能研究

利用自组装技术在硅基底上制备了CeO₂/GO复合物薄膜，该方法不需要对前驱体进行任何修饰，在GO薄膜（厚约1 nm）表面原位制备了均一的CeO₂纳米颗粒（平均粒径约6 nm）。与硅基底和APTES-GO薄膜相比，该薄膜具有非常优异的摩擦学性能。在较高的载荷（2 N）下，摩擦系数降低到硅基底的1/3，抗磨损寿命是GO薄膜的八倍多。当摩擦副与复合薄膜发生相对运动时，两个主要的机制（滑动和转移）导致摩擦和磨损的降低。随着摩擦的进行，薄膜发生剥落并转移到钢球上，提供了低的剪切力和保护膜。

（2）氟化石墨烯基复合润滑薄膜

通过引入羟基可改善氟化石墨烯在水系溶剂中的分散性，克服了其极低表面能带来的分散和后续加工困难的问题。为探索氟化石墨烯作为超薄润滑涂层的效果，利用聚多巴胺作为粘结层将氟化石墨烯牢固粘附于硅基底上。所制得的氟化石墨烯涂层均匀覆盖于基底上（覆盖率>90%），厚度为2.33-2.66nm。粘着力测试表明氟含量最高的样品具有最小的粘着力，其抗粘着性能最好。在UMT试验机进行的摩擦测试结果同样表明最高氟含量的样品显示出最小的摩擦系数和最长的耐磨寿命。

（3）氟化石墨烯（FG）/二硫化钼（MoS2）/碳纳米纤维（HCNF）增强聚酰亚胺（PI）复合润滑材料

通过简单的喷涂法可在金属基表面形成氟化石墨烯（FG）/二硫化钼（MoS2）/碳纳米纤维（HCNF）增强聚酰亚胺（PI）复合材料涂层，其力学和热稳定性能相对纯PI得到改善。复合材料在水润滑和油润滑条件下的摩擦学性能也得到提升，尤其是抗磨效果突出，磨损率最高分别减少了67.5%和56%。复合材料的力学和热稳定性能相对纯PI得到改善，在水润滑和油润滑条件下的摩擦学性能得到明显提升，尤其是抗磨效果突出，磨损率最高分别减少了67.5%和56%。

3、应用情况/应用前景

层层自组装技术是一种温和简单的制备方法，制得的薄膜具有纳米尺度的厚度及低的摩擦系数和超长的抗磨损寿命。CeO₂/GO该复合薄膜在微纳米机电系统中作为高性能的固体润滑薄膜可能具备广泛的应用前景；由于MoS₂在高真空、强辐射及高低温等苛刻环境中仍能表现出优良的润滑性能，因此MoS₂及其复合薄膜可能被广泛地应用于航空航天领域。

4、获奖/专利情况