MXenes 及其納米復合涂層在硅/聚合物基接觸面上的摩擦學行為

龐皓升 劉大猛 柴春鵬 尹 絢

(1.中國航空研究院,北京 100012;2.清華大學 機械工程系 高端裝備界面科學與技術全國重點實驗室,北京 100084;3.北京理工大學 材料學院,北京 100081;4.北京化工大學 機電工程學院,北京 100029)

引 言

隨著現代機械的發展,對以航空、航天、航海為代表的重大工程和機械裝備的可靠性和使役極限提出了更高的要求,同時這些裝備也面臨著更加苛刻和特殊的服役環境,例如真空、重載、特殊氣氛和介質腐蝕等。 許多高精尖裝備(如精密陶瓷軸承、陶瓷基板、特種工程塑料制品等)的關鍵運動副均屬于易磨損、高消耗部件[1-2],運動部件的表面服役性能一直是機械裝備安全服役的核心[3-4],機械運動部件的損傷與失效往往都從表面開始,因此如何降低部件表面磨損、延長其使用壽命成為航空及機械工程領域的研究熱點之一。

在高精尖裝備中,硅基陶瓷材料(如單晶硅(Si)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)等)的硬度高,但在摩擦過程中容易產生碎屑,導致部件失效[5-6];特種工程塑料(如聚醚醚酮(PEEK)和聚四氟乙烯(PTFE)等)的耐高溫性和耐受性好,但與硬質基底材料對磨時容易減少使用壽命[7-8]。 因此,在摩擦過程中將陶瓷材料或特種工程材料的對磨表面隔絕開,有利于保持這些材料優異的機械性能,提高部件表面的耐磨性能。 在過去的二十年里,研究者們發現一些二維固體材料如石墨烯、二硫化鉬等在摩擦過程中能夠阻隔摩擦副表面的直接接觸,提供較好的潤滑和耐磨效果[9-11]。 隨著功能性納米材料制備技術及改性技術的發展,新型二維固體材料應運而生[12-13], 例如二維過渡金屬碳氮化物(MXenes)[14]、過渡金屬二硫族化物(TMDS,如ReS2)、單原子層二維材料(Xenes,如硅烯、磷烯、硼烯)、二維有機金屬-有機框架材料等。 其中,由Gogotsi 等于2011 年發現的MXenes 材料[14],如Ti3C2-MXenes、V2C-MXenes,其單一片層帶可以由3 層、5 層或7 層原子構成,具有層間距可調、電子結構豐富、載流子遷移率高等特性[15-16],已廣泛應用于電化學儲能領域。 此外,在機械領域,研究者們發現通過層間范德華力的弱相互作用,MXenes 還具有自潤滑、耐磨等特性[17-18]。 本課題組在前期的研究中發現,單體低維納米材料雖然使用方便,但有時難以提供足夠的功能化[19-20],而兩種以上的低維納米材料復合后的材料系統具有結構成分可調節和功能性多樣化的特點,可賦予復合材料更好的可塑性、耐熱性、自潤滑性、環境可適性及耐磨性[21-22]。 在常用的單體低維納米材料中,石墨烯具有超薄的厚度、良好的減摩耐磨性能、較小的摩擦系數,是性質比較穩定的固體潤滑材料;納米金剛石作為優異的自潤滑材料,已應用在潤滑油中起到減摩及延長器件使用壽命的作用[19-20]。 此外,本課題組通過對單體低維納米材料的表面進行功能化修飾,發現賦予低維納米材料表面更多種類及效應的多官能團,亦可以為其提供更佳的潤滑特性或耐磨特性[23-24]。

為了明晰陶瓷及聚合物等材料在滾動摩擦過程中的摩擦磨損機理,探究MXenes 及其納米復合涂層在硅/聚合物基表面的摩擦學行為,本文以單晶硅為下摩擦副基底材料,測定了MXenes 及其納米復合涂層與多種材質摩擦球對磨的摩擦系數,并采用光學顯微鏡、三維白光干涉掃描、拉曼光譜法對球斑及磨痕的表面形貌及組成進行了表征,研究結果可以為高消耗運動機構的表面優化選型提供參考。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與儀器

Ti3C2-MXenes,純度99%,北京北科新材科技有限公司;無水乙醇,純度99.5%,北京市通廣精細化工公司;硅片(單晶硅),粗糙度＜0.5 nm,深圳市順生電子科技有限公司;納米金剛石,純度99%,顆粒尺寸＜10 nm,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;石墨烯,純度99%,粒徑5 μm,表面積50 ～80 m2/g,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;Si3N4陶瓷球,G5 級,蘇州拓曉機械有限公司;ZrO2陶瓷球,G5 級,蘇州拓曉機械有限公司;聚丙烯(PP)軸承球,ExxonMobilTM,埃克森美孚化工公司;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)軸承球,ACRYPOLY?光學級,奇美公司;聚甲醛(POM)軸承球,Delrin?500P,DuPont公司;尼龍66(PA66)軸承球,Zytel?101NC010,Du-Pont 公司;聚醚醚酮軸承球,VICTREX 450PF,威格斯公司;聚四氟乙烯軸承球,TEFLON?,DuPont公司。

MS-M9000 型球盤摩擦磨損試驗機,蘭州華匯儀器有限公司;VHX-3000 型光學顯微鏡,基恩士(中國)有限公司;NewViewTM8000 型三維白光干涉掃描儀,美國ZYGO 公司;Yvon HR800 型拉曼光譜儀,法國Horiba Jobin Yvon 公司。

1.2 Ti3C2-MXenes 涂層的制備

將30 mg 的Ti3C2-MXenes 加入燒杯中,倒入20 mL 無水乙醇,超聲30 min 后,將得到的溶液緩慢滴在2 cm×2 cm 的硅片表面。 隔風避光靜置至無水乙醇蒸發,得到Ti3C2-MXenes 涂層。

1.3 Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層的制備

將30 mg 的Ti3C2-MXenes 和30 mg 的納米金剛石均勻地撒到2 cm×2 cm 的硅片表面,將0.4 mL無水乙醇緩慢滴在Ti3C2-MXenes 和納米金剛石的混合物表面,使用玻璃刮板刮涂混合物直到混合物在硅片表面分散均勻。 待無水乙醇蒸發后,得到Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層。

1.4 Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層的制備

將1.5 cm×1.5 cm 的硅片放置在燒杯底部,緩慢加入20 mL 無水乙醇,分別加入30 mg 的Ti3C2-MXenes 和30 mg 的石墨烯。 將燒杯密封,超聲1 h,靜置至混合物粉末全部沉積到硅片表面。 將硅片緩慢取出,隔風避光靜置至無水乙醇蒸發,得到Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層。

1.5 測試與表征

采用球盤摩擦磨損試驗機測試涂層的摩擦學行為。 取完整樣品,在中間沿寬度方向以直線往復式進行摩擦磨損測試,相關測試參數如下:滾球為直徑6 mm 的Si3N4陶瓷球及聚合物軸承球,室溫,摩擦速度2 Hz,行程長度4 mm,載荷0.5 ～1 N,測試時間10 ～45 min。

采用光學顯微鏡觀察涂層摩擦磨損后磨斑及磨痕的表面形貌,放大倍數為300 倍。

采用三維白光干涉掃描儀觀察涂層摩擦磨損后磨斑及磨痕的三維形貌,目鏡為10 倍,物鏡為1 倍。

采用拉曼光譜儀測試磨斑及磨痕的拉曼光譜,激發光源為Ar+,波長為514.5 nm。

2 結果與討論

2.1 硅基底的摩擦學行為

在1 N 載荷下,分別在1 200、14 400 的循環次數下測試硅基與不同材料摩擦球對磨的摩擦學曲線,結果如圖1 所示,其中14 400 循環次數下的測試是基于1 200 循環次數測試中摩擦系數較低的4個體系的延伸性實驗。 在1 200 的循環次數下球斑和磨痕的光學顯微鏡照片如圖2 所示。 由圖1(a)可以看出,在不同材料的摩擦球體系中,當循環次數為1 200 時PTFE 體系的摩擦系數最低(0.031),PTFE本身是一種自潤滑材料,其拉伸強度和彈性模量較低,在這幾種材料中能夠最大程度地避免硅片表面產生劃痕和磨損。 由圖1(b)可以看出,在循環次數為14 400 時PTFE 體系的摩擦系數維持在0.15,隨著摩擦時間的增加,接觸面上的PTFE 由表面脫落或轉移到硅基底表面,還有部分游離在摩擦接觸面[7],因此摩擦系數相較于1 200 的循環次數時有所增大。 此外,由圖1(b) 還可以看出,在14 400 的循環次數下PA66 的摩擦系數維持在0.17,PA66 作為一種回彈性好且耐磨的工程塑料,其高模量和低接觸應力保證了在長時間摩擦過程中的耐疲勞性。 在循環次數為5 000 左右時PA66 和PTFE 體系的摩擦系數急速下降,這是因為干摩擦時PA66 和PTFE 的變形速度增加,聚合物球的表面凹凸部分來不及與硅基底相互咬合,致使體系的摩擦系數顯著降低[7,19]。

圖1 在1 N 載荷下硅基底與不同材料摩擦球對磨的摩擦學曲線Fig.1 Tribological curves of the silicon base rubbed against friction balls of different materials under a 1 N load

圖2 在1 200 的循環次數下硅基底與不同材料摩擦球對磨的球斑和磨痕的光學顯微鏡照片Fig.2 Optical microscope images of ball spots and abrasion tracks of the silicon base rubbed against friction balls of different materials in 1 200 cycles

圖3 和圖4 分別為硅基底與PTFE 軸承球對磨的球斑和磨痕的三維白光干涉形貌和拉曼光譜。 由圖3 可以發現,當PTFE 軸承球與硅片對磨時,軸承球表面有部分PTFE 脫落及游離,同時磨痕邊緣處有明顯的溝壑。 由圖4 可以看出,磨痕表面的成分主要是Si,沒有明顯的PTFE 殘留,說明硅基表面的磨損機理以磨粒磨損和黏著磨損為主,而聚合物球表面的磨損機理以磨粒磨損和疲勞磨損為主。

圖3 硅基底與PTFE 球對磨的球斑和磨痕的三維白光干涉形貌Fig.3 Three-dimensional white-light interference morphologies of ball spots and wear tracks of the silicon base rubbed against the PTFE ball

圖4 硅基底與PTFE 球對磨的拉曼光譜Fig.4 Raman spectra of the silicon base rubbed against the PTFE ball

2.2 Ti3C2-MXenes 涂層的摩擦學行為

為了對比陶瓷球與聚合物球對Ti3C2-MXenes涂層摩擦學行為的影響,選取常見的兩種陶瓷球(Si3N4球和ZrO2球)以及潤滑性能較好的兩種聚合物球(PEEK 球和PTFE 球)進行摩擦學性能表征。圖5 為不同載荷下Ti3C2-MXenes 涂層與不同材料摩擦球對磨的摩擦學曲線,圖6 為球斑和磨痕的光學顯微鏡照片。 由圖5(a)可以發現,在1 N 載荷下,在所測試的摩擦球中Ti3C2-MXenes 涂層與PTFE 球對磨時的摩擦系數最低(0.14),并且摩擦系數曲線較為平穩;而與陶瓷球(Si3N4球和ZrO2球)對磨時,摩擦噪聲和摩擦振動較大,摩擦系數較高。 由圖5(b)可以看出,在0.5 N 載荷下,相較于PEEK 球,Ti3C2-MXenes 涂層與PTFE 球對磨的摩擦系數更低、更穩定,1 200 循環次數下的摩擦系數約為0.30。 由圖6 可以看出,在0.5 N 載荷下,硅片表面有少量的棕色和灰色轉移物;當載荷增大至1 N 時,硅片表面的棕色和灰色轉移物增多。 在干摩擦工況下,在摩擦力的作用下PTFE 球的部分接觸面產生脫落,在磨擦過程中這些黏著碎屑與Ti3C2-MXenes 一起被壓實在硅片表面,沿著滑移方向形成規則、致密的轉移膜[25-27]。 通常,柔順的分子鏈更易沿摩擦剪切力方向排列,分子鏈柔順性越高的聚合物,其摩擦系數一般越低[28]。 PTFE 的分子鏈由C—C 單鍵骨架以及C—H 單鍵構成,而PEEK 的分子主鏈上除了C—C 單鍵外,還有含雙鍵氧的酮鍵以及含單鍵氧的醚鍵,PTFE 的柔順性要高于PEEK,因此在相同條件下PTFE 球對磨體系的摩擦系數更低。 此外, PTFE 的彈性模量較低(0.5 GPa),能夠極大地改變粗糙表面的接觸方式,加速接觸更大的面積,從而使摩擦系數降低。

圖5 不同載荷下Ti3C2-MXenes 涂層與不同材料摩擦球對磨的摩擦學曲線Fig.5 Tribological curves of the Ti3 C2 -MXenes coating rubbed against friction balls of different materials under different loads

圖6 不同載荷下Ti3C2-MXenes 涂層與PEEK 和PTFE 球對磨的球斑和磨痕的光學顯微鏡照片Fig.6 Optical microscope images of ball spots and abrasion tracks of the Ti3C2-MXenes coating rubbed against the PEEK and PTFE balls under different loads

圖7 和圖8 分別為不同載荷下Ti3C2-MXenes涂層與PTFE 球對磨后磨痕的三維白光干涉形貌和拉曼光譜。 從圖7 中可以看出兩種載荷下的磨痕表面都很光滑,并且磨痕深度近乎為0,表明Ti3C2-MXenes 涂層具有優異的耐磨性能。 由圖8 可以看出,兩種載荷下的磨痕表面皆有轉移物生成。 在0.5 N 載荷下,磨痕表面有大量的PTFE 和Ti3C2-MXenes 存在,PTFE 的特征峰信號(位于200 ～850 cm-1的5 個峰以及位于1 320 ～1 750 cm-1的4個峰)極大地掩蓋了Ti3C2-MXenes 的特征峰信號(位于120 ～600 cm-1的3 個峰以及位于1 344 cm-1的D 峰和1 570 cm-1的G 峰)[19-20];比較圖4 和圖8 可以看出,受Ti3C2-MXenes 結構退化的影響,PTFE 的特征峰位置發生了紅移;此外,在136 cm-1處發現了Ti3C2-MXenes 的特征峰信號。 以上結果表明在摩擦過程中PTFE 轉移至硅片表面,并與硅片表面的Ti3C2-MXenes 在接觸面上形成了致密的轉移膜。 當載荷增大至1 N 時,磨痕表面仍能發現微弱的PTFE 和Ti3C2-MXenes 特征峰,同時能看到明顯的Si 特征峰,說明轉移膜被明顯壓實,這可以從三維白光干涉圖(圖7)中得到證實(硅片表面的轉移膜厚度由4.17 μm 減小到2.04 μm),從而使得Si 特征峰的信號可以透過轉移膜。 以上結果說明摩擦誘導使得Ti3C2-MXenes 和PTFE 發生轉移并形成致密的轉移膜,從而降低摩擦系數,其磨損機理以黏著磨損為主。

圖7 不同載荷下Ti3C2-MXenes 涂層與PTFE 球對磨的磨痕三維白光干涉形貌Fig.7 Three-dimensional white-light interference morphologies of wear tracks of the Ti3 C2 -MXenes coating rubbed against the PTFE ball under different loads

圖8 Ti3C2-MXenes 涂層與PTFE 球對磨的磨痕拉曼光譜Fig.8 Raman spectra of wear tracks of the Ti3C2-MXenes coating rubbed against the PTFE ball

2.3 Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層的摩擦學行為

為了研究不同載荷下聚合物球對Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層摩擦學行為的影響,選取與納米金剛石對磨時潤滑性能較好的兩種聚合物球(PEEK 球和PTFE 球)進行摩擦學性能表征。圖9 為不同載荷下Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PEEK 和PTFE 球對磨的摩擦學曲線,圖10為球斑和磨痕的光學顯微鏡照片。 可以看出,在0.5 N 載荷下,經過短暫跑合后,與PTFE 球對磨的Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層的摩擦系數由0.16(循環次數300)增大至0.26(循環次數1 200)(圖9),并且在磨痕表面發現大塊的涂層碎片以及明顯的灰棕色摩擦軌跡(圖10)。 在1 N 載荷下,與PTFE 球對磨的復合涂層的摩擦系數一直穩定在0.15(圖9),并且磨痕較寬,表面存在少許棕色和黑色的摩擦產物(圖10),這是由于長時間加載使PTFE發生塑性變形,導致聚合物鏈被壓實[29-30],有利于形成致密的轉移膜,因此體系的摩擦系數較低。在PEEK 體系中可以發現類似的摩擦系數變化趨勢,隨著載荷由0.5 N 增加至1 N,摩擦系數由0.44降低至0.42。 同時,PEEK 體系的摩擦噪聲比PTFE更大,這與PEEK 的模量是PTFE 的8 倍有關[7,19],作為可用于摩擦學領域的聚合物材料,高模量的聚合物材料在摩擦過程中會增大摩擦噪聲[31-32]。

圖9 不同載荷下Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PEEK 和PTFE 球對磨的摩擦學曲線Fig.9 Tribological curves of the Ti3 C2-MXenes/nano-diamond composite coating rubbed against the PEEK and PTFE balls under different loads

圖10 不同載荷下Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PEEK 和PTFE 球對磨的球斑和磨痕的光學顯微鏡照片Fig.10 Optical microscope images of ball spots and abrasion tracks of the Ti3C2-MXenes/nano-diamond composite coating rubbed against the PEEK and PTFE balls under different loads

選取摩擦學性能測試結果較好的PTFE 對磨體系作為磨斑及磨痕表面形貌結構的表征樣品。圖11 和圖12 分別為不同載荷下Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PTFE 球對磨后磨痕的三維白光干涉形貌和拉曼光譜。 由圖11 可以看出,在0.5 N 和1 N 的載荷下,復合涂層與PTFE 球對磨后的磨痕深度很淺,近乎無磨損。 從圖12 中可以發現,在低載荷(0.5 N)下,磨痕表面以硅元素為主,此外還有少量PTFE、納米金剛石和Ti3C2-MXenes 的磨損退化產物。 在高載荷(1 N)下,復合涂層的表面生成了大量PTFE、納米金剛石和Ti3C2-MXenes 的摩擦誘導產物,覆蓋在硅片表面,對硅片起到保護作用,從而降低磨損。 以上結果說明二維納米金剛石、Ti3C2-MXenes 和PTFE 皆參與了耐磨轉移膜的形成,也證實摩擦過程中它們發生了摩擦誘導轉移,硅基表面的磨損機理以磨粒磨損和黏著磨損為主。

圖11 不同載荷下Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PTFE 球對磨的磨痕三維白光干涉形貌Fig.11 Three-dimensional white-light interference morphologies of wear tracks of the Ti3C2-MXenes/nano-diamond composite coating rubbed against the PTFE ball under different loads

圖12 Ti3C2-MXenes/納米金剛石復合涂層與PTFE 球對磨的磨痕拉曼光譜Fig.12 Raman spectra of wear tracks of the Ti3 C2 -MXenes/nano-diamond composite coating rubbed against the PTFE ball

2.4 Ti3 C2 -MXenes/石墨烯復合涂層的摩擦學行為

為了研究不同載荷下聚合物球對Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層摩擦學行為的影響,選取與石墨烯對磨時潤滑性能較好的兩種聚合物球(PMMA 球和PTFE 球) 進行摩擦學性能表征。圖13 為不同載荷下Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PMMA 和PTFE 球對磨的摩擦學曲線,圖14 為球斑和磨痕的光學顯微鏡照片。 由圖13 可以看出,在兩種載荷下Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PTFE 球對磨時摩擦系數較為穩定并且低于0.2,相較于1 N 載荷,在0.5 N 載荷下復合涂層的摩擦系數更低(0.18)。 由圖14 可以看出,在0.5 N 載荷下磨痕表面的轉移物很少,當載荷增大到1 N 時,磨痕表面覆蓋了更多的棕色和灰色轉移物和復合涂層碎片。此外,與PMMA 球相比,Ti3C2-MXenes/ 石墨烯復合涂層與PTFE 球對磨時摩擦學測試曲線噪聲降低,穩定性增強,在摩擦過程中低模量的PTFE 可以在降低復合材料摩擦力的同時降低摩擦噪聲[31-32]。 在摩擦過程中,納米復合涂層體系可以減弱單一二維材料的摩擦并提高摩擦穩定性[33-35]。

圖13 不同載荷下Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PMMA 和PTFE 球對磨的摩擦學曲線Fig.13 Tribological curves of the Ti3 C2-MXenes/graphene composite coating rubbed against the PMMA and PTFE balls under different loads

圖14 不同載荷下Ti3 C2 -MXenes/石墨烯復合涂層與PMMA 和PTFE 球對磨的球斑和磨痕的光學顯微鏡照片Fig.14 Optical microscope images of ball spots and abrasion tracks of the Ti3 C2 -MXenes/graphene composite coating rubbed against the PMMA and PTFE balls under different loads

圖15 和圖16 分別為不同載荷下Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PTFE 球對磨后磨痕的三維白光干涉形貌和拉曼光譜。 由圖15 可知,在0.5 N 載荷下,硅片表面的磨損極少。 由圖16 可以看出,在0.5 N 載荷下磨痕表面存在明顯的硅特征峰,此外,還能看到分別位于1 342 cm-1和1 595 cm-1的D 峰和G 峰[19-20],這些峰與Ti3C2-MXenes 和石墨烯的D 峰和G 峰的位置一致,硅片表面的D 峰與G 峰的強度比(ID/IG)為1.49,遠高于Ti3C2-MXenes和石墨烯(ID/IG分別為0.91 和0.12)。 此外,627 cm-1處的碳結構峰來自Ti3C2-MXenes,與未經摩擦的Ti3C2-MXenes(629 cm-1)相比,特征峰位置發生了輕微位移,這是由于PTFE 是一種多孔網絡結構,也是一種有缺陷的結構,在Raman 信號測試范圍內,這些缺陷會影響Ti3C2-MXenes 特征峰的信號出現[36]。 當載荷增加到1 N 時, Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層的表面仍存在極小的磨損,Raman 光譜中磨痕上的D 峰和G 峰消失,磨痕表面的轉移物以PTFE、退化的納米材料(即Ti3C2-MXenes 和石墨烯)為主。 在低載荷下,納米片層的存在有利于發揮納米復合涂層的耐磨特性,以削弱硅片表面的磨損,同時說明硅基表面的磨損機理以黏著磨損為主。

圖15 不同載荷下Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PTFE 球對磨的磨痕三維白光干涉形貌Fig.15 Three-dimensional white-light interference morphologies of wear tracks of the Ti3C2-MXenes/graphene composite coating rubbed against the PTFE ball under different loads

圖16 Ti3C2-MXenes/石墨烯復合涂層與PTFE 球對磨的磨痕拉曼光譜Fig.16 Raman spectra of wear tracks of the Ti3C2-MXenes/graphene composite coating rubbed against the PTFE ball

3 結論

(1)在所測試的不同材質摩擦球中,在循環次數為1 200 下硅基底與PTFE 球對磨時的摩擦系數最低,硅基表面的磨損機理以磨粒磨損和黏著磨損為主,聚合物球表面的磨損機理以磨粒磨損和疲勞磨損為主。

(2)摩擦誘導使得Ti3C2-MXenes 涂層和PTFE球表面發生轉移形成致密的轉移膜,從而降低摩擦系數,在1 N 負載下摩擦系數僅為0.14,但硅片表面仍有少量磨損。

(3)在Ti3C2-MXenes 涂層中加入納米金剛石后,納米金剛石、Ti3C2-MXenes 和PTFE 發生摩擦誘導轉移,與未加入納米金剛石時相比,硅基底表面的磨損減弱。

(4)當石墨烯與Ti3C2-MXenes 涂層復合后,磨痕表面存在的納米片層能夠削弱硅片表面的磨損,其磨損機理以黏著磨損為主。