石墨烯薄膜对GCr_(15)轴承钢表面导热特性的影响

摘要

目的研究石墨烯附着GCr_(15)轴承钢热导率,并探究石墨烯附着层对GCr_(15)轴承钢表面热传导的影响。方法应用分子动力学模拟和热导率实验两种方法分别测试298 K、356 K、414 K、473 K、532 K温度下附着试件的热导率。摩擦实验中,调整石墨烯附着面积并且观察测点温度以及摩擦系数,测定石墨烯附着层对试件表面热传导的影响规律。结果温度在298~532 K内,附着试件热导率最高提升1 W/(m·K),最低提升0.5 W/(m·K)。石墨烯附着层使试件在附着层垂直方向的热导率降低了2 W/(m·K),使试件表面温度降低4℃。同时,石墨烯附着层可加快试件表面的热传导,且此特点基本不受温度影响。结论石墨烯膜加速热量传递,改善磨痕区域温度分布。石墨烯薄膜随着摩擦运动向磨痕边缘滑移直至脱落,此时摩擦加剧。