石墨烯機油添加劑是什么

　　機油添加劑到底是個什么東西呢？最早的機油添加劑其實是用在拉力賽等賽車的發(fā)動機上，幫助更好的潤滑和保護發(fā)動機的。不過隨著民用車越來越多，機油添加劑逐漸進入了大眾視野。我們知道市面上有很多不同的機油添加劑，品牌和價格也參差不齊。不過幾乎都標(biāo)榜擁有多重功效：抗磨損、降噪、修復(fù)燒機油、修復(fù)缸壓、節(jié)油、冷啟動保護等。

　　石墨烯抗磨潤滑添加劑是由石墨烯、基礎(chǔ)油、分散劑等復(fù)合調(diào)制而成，質(zhì)量與性能穩(wěn)定，用于調(diào)制各種極壓抗磨及潤滑性能優(yōu)良的潤滑油，與其它抗磨、潤滑、抗氧、抗腐劑復(fù)配使用，有相乘作用。由于石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)，超強的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤滑、耐腐性能，超大的比表面積和超強的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性等，使產(chǎn)品具有在高溫下仍保持其基本性能不變，尤其是在高溫的環(huán)境下，其優(yōu)異的潤滑性、耐磨性、抗氧化性在發(fā)動機潤滑油的使用中得以極好的體現(xiàn)。該產(chǎn)品加入潤滑油中可使?jié)櫥途哂幸韵聝?yōu)良的特性：

　　1. 有效地避免發(fā)生高溫氧化、延長換油周期；

　　2. 在摩擦面形成抗磨石墨烯膜而具有超強的潤滑性；

　　3. 顯著提高潤滑油的耐磨性和抗壓性，減少機械的摩擦損失；

　　4. 大幅減少摩擦系數(shù)和磨損率，特別是高載荷下的機械摩擦因數(shù)，提高抗磨能力；

　　5. 優(yōu)良的防水性、防塵性、防污性；

　　6. 減少機械震動、降低機械噪音；

　　7. 優(yōu)良的干磨與濕磨潤滑性能，超強的安全性；

　　8. 降低機械摩擦面的工作溫度、保持潤滑油粘度；

　　9. 機械啟動性能大幅提高，降低機械啟停磨損；

　　10. 提高機械功效，延長機械使用壽命。

　　石墨烯機油添加劑測試

　　潤滑現(xiàn)象可以用“薄膜潤滑”原理進行解釋。圖1是薄膜潤滑機理的分布圖，其中h代表摩擦副間潤滑油膜的厚度，Ra 代表摩擦副接觸面的粗糙度，h/Ra 定義為油膜的層數(shù)。潤滑油膜層數(shù)越多，越趨向于薄膜潤滑；而當(dāng)薄膜層數(shù)較少時，可能出現(xiàn)干摩擦與薄膜潤滑的混合作用。因此，當(dāng)僅有基礎(chǔ)潤滑油工作時（圖2），由于摩擦副為點接觸，且載荷為高載荷，其摩擦機理為臨界狀態(tài)。隨著石墨烯的添加，石墨烯不斷覆蓋在摩擦副表面，摩擦副表面的粗糙度被石墨烯表面的粗糙度所替代，Ra 下降，而h基本不變，所以潤滑機理逐漸趨向薄膜潤滑，潤滑油力學(xué)性能有所提高。當(dāng)石墨烯質(zhì)量分數(shù)不斷增加時，石墨烯在摩擦副表面堆積，阻斷潤滑油膜的形成，h大幅下降，h/Ra 隨即下降，潤滑機理折回到混合潤滑區(qū)，潤滑油的摩擦性能反而下降。

　　圖1 薄膜潤滑機理分布圖

　　綜合考慮干摩擦與薄膜潤滑機理，其摩擦界面包括三種摩擦：第一種是兩摩擦副表面潤滑油的薄膜潤滑；第二種是摩擦副直接接觸形成干摩擦；第三種是摩擦副表面堆積的石墨烯發(fā)生的干摩擦。摩擦因子與三種摩擦的接觸面積有關(guān)。當(dāng)只有潤滑油基礎(chǔ)油工作時，其潤滑處于臨界狀態(tài)，同時存在干摩擦與薄膜潤滑；當(dāng)有適當(dāng)質(zhì)量分數(shù)的石墨烯參與潤滑時，薄膜潤滑占主導(dǎo)地位，摩擦因子較低；當(dāng)石墨烯質(zhì)量分數(shù)較高時，石墨烯間的干摩擦作用凸顯，且逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，摩擦因子不斷上升。

　　2、石墨烯改性潤滑油的減摩抗磨性能

　　圖2 石墨烯潤滑油摩擦實驗示意圖

　　圖3 石墨烯潤滑油的磨斑表面形貌表征： （a）潤滑油基礎(chǔ)油；（b）質(zhì)量分數(shù)0.06 %石墨烯潤滑油；（c）質(zhì)量分數(shù)5 %石墨烯潤滑油

　　采用四球摩擦磨損試驗機（圖2）對經(jīng)油酸處理的石墨烯改性潤滑油進行摩擦磨損性能測試。通過觀察磨斑表面形貌（圖3）進一步分析潤滑油的摩擦性能。圖3（a）為潤滑油基礎(chǔ)油的磨斑表面形貌，左圖為掃描電子顯微圖像，右下角是磨斑光學(xué)顯微鏡的全貌，右圖是白光干涉三維圖像。從圖3（a）可見，磨斑表面溝壑起伏，粗糙度為464nm，兩摩擦副直接的接觸使得磨損很大。圖3（b）是質(zhì)量分數(shù)0.06%的石墨烯潤滑油的磨斑表面形貌。對比潤滑油基礎(chǔ)油，其形貌相對平整，粗糙度下降至220 nm，貼合在摩擦副表面的石墨烯保護了摩擦副，增強了潤滑油的抗磨性能。圖3（c）是質(zhì)量分數(shù)5%的石墨烯潤滑油的磨斑表面形貌。其表面起伏增加，粗糙度升至775 nm，大量堆積在摩擦界面的石墨烯相互接觸，成為研磨劑，增強了摩擦副的磨損，潤滑油抗磨性能甚至不如潤滑油基礎(chǔ)油。