石墨烯/晶须增强Si₃N₄陶瓷

77 K摩擦系数0.11–0.28

面向液氢涡轮泵轴承的干式滑动应用，该复合陶瓷在77 K下实现稳定的自润滑并保持电绝缘，突破了低温环境对陶瓷轴承材料的苛刻限制。

Fei, Chen · Sun, Xiaobo · Fang, Bin · 闫柯 · Jun, Hong · Yan, Bei

Journal of Materials Research and Technology 2025

参数信息

摩擦系数

0.11–0.28

摩擦系数降幅

6.67–64.52 %

石墨烯添加量

1 wt%

技术优势

低温摩擦降幅大

与298 K相比，77 K下摩擦系数最多降低64.52%，源于原子间作用力增强和摩擦热传导改善。

保持电绝缘

添加1 wt%石墨烯后，基体内未能形成有效电子传输通路，陶瓷仍为绝缘态，避免短路风险。

工况明确已验证

在10–20 N载荷、77 K干滑动条件下测得摩擦系数0.11–0.28，覆盖轴承实际载荷范围。

应用场景

• 液氢涡轮泵轴承：在液氢温度下实现自润滑且不导电，避免轴承电蚀失效。
• 低温运动部件：低温下摩擦系数更低，适用于需要干滑动接触的低温机构。
• 高超声速飞行器：极端低温与高速下保持耐磨，可用于飞行器低温作动部件。
• 极端环境机械工程：兼具低温润滑与电绝缘，满足极端环境机械的复合性能需求。