本发明属于石墨烯涂层，具体涉及一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法。
背景技术：
1、摩擦磨损不仅会带来巨大的能量损失，而且还会导致机械运动部件出现故障，从而严重影响机械设备的使用效率和寿命。良好的固体润滑能有效解决上述摩擦和磨损带来的问题，特别是在极端工况下工作的机械部件。而目前常用的固体润滑材料，如石墨、二硫化钼等，其摩擦学性能很容易受到环境的影响，如石墨在湿度环境下摩擦学性能良好，但在干燥和真空环境下摩擦学性能较差；二硫化钼在真空环境下展现出良好的摩擦学性能，但是水分子会严重影响其摩擦学性能，因而在湿度环境下摩擦学性能较差。
2、石墨烯因其高的机械强度、优异的化学稳定性和弱的层间相互作用，有望成为理想的固体润滑材料。但石墨烯涂层或石墨烯薄膜的润滑性能也容易受到环境和结构的影响。理想的石墨烯结构往往展现出更优异的摩擦学性能，但在宏观摩擦过程中不可避免的会引入结构缺陷，从而影响石墨烯摩擦学性能。石墨烯虽展现出优于石墨的润滑性能，在干燥和真空环境下能起到润滑作用，但由于缺陷部位悬键高的化学活性，石墨烯很容易在缺陷部位发生磨损，从而导致润滑失效，使得石墨烯在干燥环境下，虽然具有一定的润滑作用，但是其摩擦学性能相对于湿度环境，尤其是高湿环境下仍然较差。
3、因此，如何调控石墨烯的摩擦学性能，使其在多环境下均实现良好润滑就具有重要的工程应用价值和创新意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，该方法能显著降低石墨烯涂层在干燥环境下的摩擦系数，使其在多环境下均可以实现良好的润滑，从而延长涂层的使用寿命。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，包括如下步骤：
3、步骤一，在基体表面制备石墨烯涂层；
4、步骤二，利用等离子体刻蚀的方法或热处理方法，在制备的石墨烯涂层表面诱导结构缺陷，采用拉曼光谱仪分析石墨烯涂层的缺陷数量，当d峰和g峰的强度比id/ig为0.3~0.65时，进行下一步处理；
5、步骤三，将步骤二处理后的样品置于20%~90%rh的湿度环境，钝化处理1~7h，以使石墨烯涂层表面诱导出的缺陷吸附环境中的水分。
6、进一步的，在步骤一中，采用物理法制备石墨烯，将石墨烯分散在挥发性溶剂中，再喷涂到基体表面形成石墨烯涂层。
7、更具体的，所述挥发性溶剂为丙酮、丁酮、无水乙醇或甲苯。
8、作为一种具体的实施方式，步骤二中，所述等离子体刻蚀的方法中，将步骤一的样品置于表面改性处理仪中，通入氩气和氧气，对石墨烯涂层进行氧等离子体刻蚀。
9、进一步的，所述氩气的流量为50sccm，氧气的流量为20sccm。
10、作为另一种具体的实施方式，步骤二中，所述热处理方法中，将步骤一的样品置于加热炉内，通入氩气和氢气，并在温度达到1000℃时通入甲烷，保温1h，之后炉冷至200℃，再空冷至室温。
11、进一步的，所述氩气的流量为50sccm，氢气流量为10sccm，甲烷流量为5sccm。
12、具体的，步骤三中，环境湿度为20% rh时，钝化处理的时间为6~7h。
13、具体的，步骤三中，环境湿度为50% rh时，钝化处理的时间为2~3h。
14、具体的，步骤三中，环境湿度为90% rh时，钝化处理的时间为1~1.5h。
15、本发明的原理分析如下：本发明采用等离子体刻蚀或热处理的方法在石墨烯涂层的表面诱导出一定数量的结构缺陷，并且这些缺陷以空位缺陷为主，将具有表面缺陷的石墨烯涂层置于一定湿度的环境中，这些缺陷可以吸附并存储环境的水分子，对缺陷部位的悬键起到钝化作用，从而改善石墨烯的摩擦学性能，降低石墨烯在干燥环境下的摩擦系数。
16、本发明的有益效果是：本发明通过在石墨烯表面诱导少量缺陷，并在一定湿度环境中利用水分子进行钝化处理，吸附存储一定的水分子可以实现对石墨烯摩擦学性能的提升，使其在干燥环境下也展现出低的摩擦系数，进而使得石墨烯涂层在干湿环境下均可以实现良好的润滑。
17、通过本发明可以对已经运行的机械部件的石墨烯涂层进行处理，对其因摩擦而导致润滑涂层结构破坏的缺陷位点进行钝化处理，一定程度上也可以延长润滑涂层的使用寿命。
18、该调控方法所使用的钝化气体为水蒸气，成分安全，易获得且成本非常低，使用和处理过程也安全简单，可以对多工况下的石墨烯涂层进行处理。
1.一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤一中，采用物理法制备石墨烯，将石墨烯分散在挥发性溶剂中，再喷涂到基体表面形成石墨烯涂层。
3.根据权利要求2所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：所述挥发性溶剂为丙酮、丁酮、无水乙醇或甲苯。
4.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤二中，所述等离子体刻蚀的方法中，将步骤一的样品置于表面改性处理仪中，通入氩气和氧气，对石墨烯涂层进行氧等离子体刻蚀。
5.根据权利要求4所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：所述氩气的流量为50sccm，氧气的流量为20sccm。
6.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤二中，所述热处理方法中，将步骤一的样品置于加热炉内，通入氩气和氢气，并在温度达到1000℃时通入甲烷，保温1h，之后炉冷至200℃，再空冷至室温。
7.根据权利要求6所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：所述氩气的流量为50sccm，氢气流量为10sccm，甲烷流量为5sccm。
8.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤三中，环境湿度为20%rh时，钝化处理的时间为6~7h。
9.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤三中，环境湿度为50%rh时，钝化处理的时间为2~3h。
10.根据权利要求1所述的一种降低石墨烯涂层摩擦系数的调控方法，其特征在于：步骤三中，环境湿度为90%rh时，钝化处理的时间为1~1.5h。
