传统制造金属基自润滑复合材料的方法有粉末冶金和铸造法。尽管这两种方法应用广泛，但存在一些技术难题，如微粒与金属基体的润湿性、微粒分布均匀性、微粒与金属的界面问题等。

电沉积法是开发的新技术，应用温度一般低于80℃，避免了高温下微粒与基体金属之间的界面反应，并且设备简单，成本低和使用方便，因此电沉积技术是制备金属基自润滑复合材料的重要方法。电沉积技术是在含有悬浮惰性微粒的镀液中，金属离子在阴极发生还原反应，惰性微粒同时随之镶嵌在沉积层中。微粒的含量对复合镀层的性能有重要影响。

为了达到减磨润滑的效果，向镀液中加入固体润滑剂，如石墨，MoS2,氟化石墨，BN，PTFE，Pb,Sn等。现在也有许多人在研究向镀液中加入其它碳类材料如纳米金刚石，碳纳米管，DLC作为微粒来降低摩擦系数。赵海军[14]在研究了铜-石墨，镍-石墨金属基自润滑复合材料时向镀液中加入石墨微粒，当石墨微粒的含量为0时摩擦系数为0.41，磨损率为9.64×10-3，当石墨含量为16.3%，摩擦系数降到0.22，降低了46.34%，磨损率降至1.89×10-3，当石墨含量达24.7%时，摩擦系数进一步降到0.13，降低了近66.67%，磨损率降到了1.24×10-3。可见石墨微粒显著降低了摩擦系数，达到润滑的作用。

虽然石墨的润滑作用良好，但是石墨具有导电性，在电镀液中容易发生团聚，使得镀层质量下降，晶粒粗糙，表面不光滑。而纳米金刚石不导电，在镀液中易分散，获得纳米金刚石分布均匀，表面较为光滑的复合镀层，并且由于金刚石的硬度较高，复合镀层的硬度也可显著提高[15]。另外王立平，高燕等人[16]还研究了纳米金刚石微粒对镍基质的抗磨性能的影响，发现微米镍基复合镀层的抗磨性能明显优于微米镍镀层，是纳米金刚石微粒的弥散强化起到作用。

另一种碳质材料类金刚石膜（DLC）是由sp1,sp2,sp3碳原子的三种键合方式组成的非晶亚稳态材料，具有金刚石特征的非晶碳膜。它具有极高的硬度，化学惰性，低摩擦，可以有效抵抗强酸或水基介质的腐蚀和氧化侵蚀。DLC膜的摩擦系数可以低至0.001，磨损率低至10-11mm3/Nm,是目前所知最低的摩擦系数和磨损率。

自石墨烯问世至今，其优异的电学性能，磁学性能，光学性能，机械性能已经引起了科学家们极大的兴趣，更多的人投入到对它的研究中来。关于它的润滑作用也逐渐引起大家的关注。已经有研究发现层数大于4的石墨烯薄片产生的摩擦力和大块石墨一样小[17，18] 。由于石墨烯是原子级的厚度与强度，在严苛的环境条件下也能保持化学稳定性，并且和石墨相似，是具有低剪切强度的片层式结构。因此石墨烯有望成为新的良好的固体润滑剂和润滑油添加剂。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1.4  研究目的和研究内容

研究目的:通过合适的方法制备出纳米石墨烯薄片,并且使其能在瓦特型电镀液中均匀分散,研究以石墨烯为固体润滑剂是否能达到降低镍基镀层的摩擦系数和磨损率,以及石墨烯的含量对镍基自润滑复合镀层的摩擦系数有怎样的影响。希望能为用石墨烯作为减摩润滑的优质固体润滑剂进行一些基础研究，为后期进行石墨烯制备方法的改善，制备镍基-石墨烯自润滑复合镀层工艺的改善做铺垫。

研究内容：（1）采用改进Hummers法制备氧化石墨，肼还原法进一步获得石墨烯，采用冷冻干燥后得到纳米石墨烯薄片。

（2）采用电沉积法在45#碳素钢上制备镍基-石墨烯自润滑复合镀层，通过改变电镀液中石墨烯微粒的浓度来获得石墨烯含量不同的复合镀层。 纳米石墨烯的制备及其对复合镀层摩擦学性能的影响(5):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_76156.html