石墨烯增韧Si₃N₄陶瓷

77K下自润滑

复合多层石墨烯与β-Si₃N₄晶须的氮化硅陶瓷，在低温下实现更低的摩擦系数，适用于液氧等低温环境中的轴承部件。

陈飞 · Xiaobo, Sun · Fang, Bin · 闫柯 · Yan, Bei

Journal of Materials Research and Technology 2025

参数信息

摩擦系数

0.16-0.20

摩擦系数降低幅度

39.39-44.83 %

技术优势

77 K下摩擦系数大幅降低

添加1 wt% MLG和3 wt% β-Si3N4w后，摩擦系数降至0.16-0.20，较常温下降39.39-44.83%，满足低温自润滑需求。

低温下仍能自润滑

增强的原子间结合能和摩擦诱导热扩散促进低温摩擦性能，使材料在77 K无需外部润滑剂也能保持低摩擦。

磨损形式以黏着磨损为主

微观分析显示低温下磨损表面以黏着磨损为主，这为理解材料失效机制和优化设计提供依据。

应用场景

• 液体火箭发动机轴承：在液氧等低温工质中运行，自润滑降低摩擦磨损，无需额外润滑系统。
• 低温精密轴承：77 K下摩擦系数低至0.16-0.20，保障精密运转的稳定性和寿命。
• 耐磨陶瓷零件：低温下以黏着磨损为主，但复合陶瓷仍保持低摩擦，耐磨性能提升。
• 航空航天低温部件：适用于液氢、液氧等低温环境中的运动部件，减少摩擦热和磨损。