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专利摘要

本申请公开了一种适用于特殊工况下的新型超滑复合材料及其制备方法，其中包括特殊结构碳薄膜、高温润滑材料以及零维纳米材料，所述高温润滑材料和零维纳米材料位于特殊结构碳薄膜的表面。在真空或惰性环境下的超滑复合材料的制备方法，包括了将高温润滑材料与零维纳米材料混合均匀后在溶剂中分散，并将得到的液体滴加在特殊结构碳薄膜的表面，待溶剂挥发完全，即得超滑复合材料。本申请制备的新型超滑复合材料具有优异的润滑性能，经过惰性环境下的摩擦磨损测试后发现，突破千分位而实现万分位下的超滑，摩擦系数低至0.0004，并能稳定在0.0009，具有良好的鲁棒性，能够满足特殊工况下对润滑性有极高需求的材料或零部件的润滑需求。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202111196646.8
申请日期:
2021-10-14
专利申请人:
清华大学
分类号:
C10M125/02 ; C10M125/18 ; C10M125/22 ; C10M125/26 ; C10M125/04 ; C10M169/04 ; C10N50/08 ; C10N30/06
发明/设计人:
陈新春，黄鹏，邓雯丽，王银惠
权利要求: 1.一种超滑复合材料，其中，所述超滑复合材料包括：含氢量在0至14％的特殊结构碳薄膜、高温润滑材料和零维纳米材料，所述高温润滑材料和所述零维纳米材料位于所述特殊结构碳薄膜的表面；所述高温润滑材料选自六方氮化硼、石墨、氟化石墨、浸锑石墨、二硒化钨中的任意一种或更多种；所述特殊结构碳薄膜选自类金刚石薄膜DLC、类聚合物碳薄膜PLC、洋葱状碳薄膜OLC、类石墨碳薄膜GLC中的任意一种或更多种；所述零维纳米材料选自纳米金刚石、纳米金、纳米锡、纳米铅、纳米镁和纳米铟中的任意一种或更多种；所述高温润滑材料与所述零维纳米材料的质量比为2000:1至1:2000；所述特殊结构碳薄膜与所述零维纳米材料和所述高温润滑材料的用量比为每4cm2的所述特殊结构碳薄膜的表面一共沉积有0.00002mg至30mg的所述零维纳米材料和所述高温润滑材料。2.根据权利要求1所述的超滑复合材料，其中，所述高温润滑材料与所述零维纳米材料的质量比为100:1至1:100。3.根据权利要求1所述的超滑复合材料，其中，所述高温润滑材料与所述零维纳米材料的质量比为10:1至1:10。4.根据权利要求1所述的超滑复合材料，其中每4cm2的所述特殊结构碳薄膜的表面一共沉积有0.002mg至6mg的所述零维纳米材料和所述高温润滑材料。5.根据权利要求1所述的超滑复合材料，其中，每4cm2的所述特殊结构碳薄膜的表面一共沉积有0.02mg至1.5mg的所述零维纳米材料和所述高温润滑材料。6.根据权利要求1或2所述的超滑复合材料，其中，所述特殊结构碳薄膜的厚度为1μm至20μm。7.根据权利要求6所述的超滑复合材料，其中，所述特殊结构碳薄膜的厚度为2至10μm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的超滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述高温润滑材料与所述零维纳米材料在溶剂中均匀分散；(2)将步骤(1)得到的混合液滴加在所述特殊结构碳薄膜表面，在真空环境中内待溶剂挥发完全；(3)将步骤(2)处理后的所述特殊结构碳薄膜，在真空环境下保温1h至10h，即得超滑复合材料。9.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(1)中所述溶剂选自甲苯、无水乙醇、丙酮、乙二醇和丙二醇中的任意一种或更多种；步骤(1)中所述高温润滑材料与零维纳米材料的总和在溶剂中的质量浓度为0.0001mg/mL至100.0mg/mL。10.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(1)中所述高温润滑材料与零维纳米材料的总和在溶剂中的质量浓度为0.01mg/L至20mg/mL。11.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(1)中所述高温润滑材料与零维纳米材料的总和在溶剂中的质量浓度为0.1mg/mL至5mg/mL；步骤(1)所述分散为超声分散，所述超声分散的频率为40kHz至60kHz，所述超声分散的功率为200W至600W，所述超声分散的时间为120min至240min。12.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，所述特殊结构碳薄膜与所述零维纳米材料和所述高温润滑材料的用量为每4cm2的所述特殊结构碳薄膜的表面滴加0.2ml至0.3ml的所述零维纳米材料和所述高温润滑材料的溶液。13.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(3)中所述保温的温度为20℃至300℃。14.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(3)中可选地，所述保温的温度为80℃至200℃。15.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(3)中所述保温的时间为1h至10h。16.根据权利要求8所述的超滑复合材料的制备方法，其中，步骤(3)中所述保温的时间为5h至7h。17.根据权利要求1至7中任一项所述的超滑复合材料在真空或惰性环境下的应用。18.根据权利要求17所述的应用，其中，所述惰性环境包括惰性气体气氛、二氧化碳气氛和氮气气氛中的任意一种或更多种。