[发明专利]一种在电场诱导下沉积高一致取向的石墨润滑涂层的制备方法

权利要求书

1.一种在电场诱导下沉积高一致取向的石墨润滑涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)以石墨为原料制备氧化石墨纳米单层胶体溶液；

2)氧化石墨纳米单层胶体溶液经还原制得石墨烯纳米单层悬浮液；

3)采用电场诱导制备石墨烯涂层：对上述制得的氧化石墨纳米单层胶体溶液或石墨烯纳米单层悬浮液在相互垂直的方向分别连续的施加和基底表面平行的直流或交流电场，使得氧化石墨纳米单层胶体溶液或石墨烯纳米单层悬浮液在电场力的作用下平行于基底表面，即获得高一致取向的石墨烯或氧化石墨烯涂层；

或者在需要涂覆固体润滑剂涂层的机械零件表面施加相互垂直且与零件表面平行的直流或交流电场，并将上述制得的氧化石墨纳米单层胶体溶液或石墨烯纳米单层悬浮液涂覆至机械零件表面，待溶液挥发后得到高一致取向的石墨烯或氧化石墨烯涂层；

最后对于氧化石墨烯涂层，还需要将氧化石墨烯涂层在氢气中退火还原即可得到高一致取向石墨烯涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)氧化石墨纳米单层胶体溶液的制备过程为：将石墨与氧化剂混合搅拌氧化后加入双氧水，离心抽滤并使用稀盐酸溶液洗涤，最后使用蒸馏水洗涤至中性，然后将所得黄褐色氧化石墨沉淀加入去离子水，超声后离心处理，取上层清液，得到氧化石墨纳米单层溶液，其中所述氧化剂是指高锰酸钾、硝酸钠和硫酸的混合液，石墨与硝酸钠的质量比为1.8～2.2∶1，石墨与高锰酸钾质量比为1∶2.5～3.5，石墨与硫酸的质量比为1∶2～50，硫酸浓度为60～98(wt)％，所述双氧水的加入量与石墨的比例为2～4mL∶1g，稀盐酸的浓度为5～20(wt)％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)石墨烯纳米单层悬浮液的制备过程为：将步骤1)得到的氧化石墨纳米单层溶液离心，在水溶液中超声分散并加入适量水合肼，然后在85～95℃回流8～12小时，过滤洗涤并分散至乙醇中即得稳定的浓度为0.15～0.25g/L的石墨烯胶状悬浮液，其中水合肼的加入量与石墨的比例为0.3～0.7mL∶1g。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中施加电场分为两个方向并相互垂直，且两个电场都平行于基底表面，并且当其中一个方向施加电场时，另一个方向不施加电场。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中施加电场为直流电场时其电压范围为20V～1000V。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中施加电场为交流电场时其电压范围为30V～1000V，频率范围为50Hz～1000Hz。