设计工程师长期以来一直在寻找减少摩擦的材料涂层方法。但是，新发现材料的重组能否减少宏观尺度上的摩擦？在这里，解释了未来的表面处理，包括石墨烯和石墨烯相关材料（GRM）的创新，如何实现更好或无限的轴承磨损。

在许多行业和部门中经常遇到摩擦是生活中的事实。每个人造、自然或生物系统中的滚动、旋转或滑动接触界面都会产生摩擦。如果不加以有效减少或控制，大量的摩擦通常会导致更高的磨损损失，最终导致可靠性和使用寿命变差。

摩擦的最基本定义是阻止两个相互接触的移动表面平稳和容易移动的力。摩擦带来磨损，因此，需要液体或固体形式的润滑剂来防止这种情况。然而，对于工程师来说，摩擦在某种程度上是一个棘手的问题——轴承摩擦不是恒定的，可以通过滚动体、滚道和保持架之间的润滑膜中发生的某些摩擦学现象来解决。

适当的润滑剂将减少轴承部件内部滑动表面之间的摩擦，并减少或防止滚道内滚动体与金属的接触。虽然这是减少磨损和防止腐蚀的好方法，但与目前市场上的润滑和表面处理选项相比，有些新材料在用于轴承时可以显着减少摩擦。

超强润滑性

在宏观尺度上，摩擦是表面微观缺陷的结果。然而，在原子尺度上，摩擦力涉及单个原子之间的吸引力。这开启了超级润滑的现象;原子尺度的结构不匹配使得一个表面上的多个原子不可能接近另一个表面的原子，从而导致极低的摩擦。

自1990年首次提出超润滑性以来，几个小组已经观察到了这种效果，但由于宏观表面之间的不一致，很难缩放。也就是说，直到现在。

石墨由于其层状晶格状特性而用于早期研究。想象一下鸡蛋纸盒;当纸箱对齐时，它们彼此粘在一起，但如果它们不对齐，它们就不会粘在一起，并且它们很容易相互滑动。石墨的晶格成分与这些鸡蛋纸盒堆有些相似，是进一步研究超级润滑性的绝佳候选者。

石墨烯和信安达

石墨烯及其作为润滑剂的摩擦学潜力仍然相对未被开发，很少有人研究其作为自润滑固体或作为润滑油添加剂的用途。石墨烯是一种二维材料，它提供了传统上通常看不到的独特摩擦和磨损性能。除了其完善的热、电、光学和机械性能外，石墨烯还可以用作轴承的液体或胶体润滑剂，甚至可以作为薄片涂在表面。

由于石墨烯即使多层也是超薄的，因此它可以应用于具有振荡，旋转和滑动触点的系统，以减少摩擦和磨损，并保护轴承在暴露于水中时免受腐蚀，这一过程通常称为摩擦腐蚀。这是由于石墨烯表现出光滑的质地，这可能使其成为一种极好的润滑剂。

除了低剪切和高保护性外，石墨烯在轴承中的应用还可以防止钢表面氧化，因为它对液体和气体的渗透性相对不足。研究表明，石墨烯中的少量层数不仅使钢中的摩擦减少了七倍，而且磨损增加了10，000倍，从而减少了摩擦腐蚀。

与传统润滑剂相比，在轴承上添加石墨烯涂层的过程相对简单——石墨烯不需要任何额外的加工步骤，只需撒上少量溶液或将溶液喷洒在表面上，使这个过程简单、环保且具有成本效益。

除了对环境无害之外，添加到轴承表面的石墨烯薄片还可以持续相当长的时间，因为薄片能够在初始磨损周期中重新定向，从而提供非常低的摩擦系数（COF）。

在一项关于石墨烯作为新兴润滑剂潜力的研究中，研究人员估计，减少新材料提供的摩擦能量损失每年将节省2.46亿千瓦时的潜在能源，相当于1万桶石油。

很明显，石墨烯和新发现的材料的创新作为轴承的固体和液体润滑剂具有真正的潜力，一旦完全开发，可能会对许多机械应用产生积极影响，从而节省大量能源。

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