高温高载工况下硅烷改性氧化石墨烯/氢氧化镁复合材料摩擦学特性研究

研究硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯/氢氧化镁复合材料在极端高温和高负载工况下的摩擦特性，是一个多维度的科学探索。以下是对该研究领域的概述：

改性原理： 硅烷偶联剂，具有两性结构，能够通过一端与氢氧化镁等无机材料的表面羟基反应，另一端与氧化石墨烯等有机材料形成牢固结合。这种改性可以显著提升无机填料在有机基体中的分散性和界面结合力，增强复合材料的综合性能。

复合材料制备：

• 氧化石墨烯功能化：通过化学或物理方法对氧化石墨烯进行处理，增强其与偶联剂的反应性。
• 氢氧化镁表面改性：使用硅烷偶联剂对氢氧化镁进行表面处理。
• 复合材料融合：将改性后的氢氧化镁与氧化石墨烯结合，并通过熔融共混、溶液浸渍或原位聚合等技术与聚合物基体形成复合材料。

高温高载工况下的摩擦学性能研究：

• 摩擦系数：研究复合材料在高温重载下的摩擦系数变化，硅烷偶联剂的加入预期能降低摩擦系数。
• 磨损率：评估材料在持续高强度摩擦下的耐磨性能，改性后的强界面作用有助于提升耐磨性。
• 热稳定性：分析硅烷偶联剂如何增强复合材料在高温下的稳定性，防止结构破坏。
• 承载能力：考察复合材料在高载荷下的硬度、强度和抗压碎性。

表征与分析：

• 利用SEM、TEM、XRD、FTIR等技术观察复合材料的微观结构和化学键合。
• 使用摩擦磨损试验机测试不同温度和载荷下的摩擦系数和磨损体积，分析硅烷偶联剂改性的影响。

结论与应用：

• 根据实验结果，总结改性对复合材料摩擦学性能的影响。
• 探讨复合材料在汽车制动系统、航空航天、高端装备制造等领域的应用潜力。

通过这项研究，预期能够为开发能在极端工况下应用的高性能复合材料提供理论和实践基础，推动相关领域的技术进步。