本發(fā)明屬于納米發(fā)電機領域，特別涉及一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法。

背景技術：

1、在納米發(fā)電機中引入具有優(yōu)異電性能的微/納米復合材料已被證明是一種有效的策略，石墨烯以其優(yōu)異的電氣和機械性能而聞名，已成為混合teng的有前途的材料。經(jīng)過多年研究石墨烯基teng在短路電流、開路電壓和表面電荷密度方面均有所改善。然而，盡管取得了這些進步，在實際使用中，器件的使用壽命也很重要，這類teng的耐磨性還有巨大的提升空間，feve材料擁有極佳的防腐耐磨性能，但導電性和電負性非常差，無法直接用于制備teng摩擦層。因此，研究如何在不影響輸出功率密度的情況下顯著提高teng摩擦材料的耐磨性仍然是一個關鍵挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，發(fā)明了一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：

3、一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，包括如下步驟：

4、（1）將50ml氟碳（feve）涂料倒入燒杯并加入三維分層多孔石墨烯（3d?hpg）和氟碳稀釋劑配置不同石墨烯質量分數(shù)的混合溶液；

5、（2）將混合溶液磁力攪拌4h，然后超聲處理30min；

6、（3）將超聲處理后的混合溶液倒入行星球磨罐中研磨1h，然后加入氟碳固化劑；

7、（4）將步驟（3）處理后的混合溶液磁力攪拌5min，然后超聲處理5min，最后在70℃真空干燥1h得到復合材料；

8、（5）采用激光切割合適尺寸的亞克力板并在亞克力板上貼上銅箔，使用涂膜機將復合材料均勻涂覆在銅箔的正面上，然后在環(huán)境溫度下風干7天，風干后在-20℃下冷凍12小時，最后在真空下冷凍干燥6小時得到正摩擦層。

9、進一步，步驟（1）中所述混合溶液中石墨烯的質量分數(shù)分別為0.1wt%、0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%和2.0wt%，最終制備的混合溶液薄膜表面介電常數(shù)隨著石墨烯濃度的增加而增加，但濃度過高輸出的摩擦電性能隨之減小，這是由于石墨烯及相關納米材料極高的表面能導致?lián)诫s質量分數(shù)過高時會出現(xiàn)顆粒團聚現(xiàn)象，從而導致介電損耗大幅增加，使得電輸出性能明顯惡化，所以含有適合質量分數(shù)的石墨烯的混合溶液配比非常重要。

10、進一步，步驟（2）和步驟（4）中混合溶液磁力攪拌的溫度為50~60℃，在溫度為50~60℃的環(huán)境下磁力攪拌進行預處理，防止石密度非常低的墨烯飛濺，混合均勻。

11、進一步，步驟（3）中所述行星球磨罐的速度為330r/min，行星球磨能夠進一步從微觀結構上混合均勻，并且適當破碎石墨烯材料結構，得到更多“處于邊緣的c原子”。

12、進一步，所述正摩擦層用于接觸分離式和滑動摩擦式的納米發(fā)電機，適用于各類型納米發(fā)電機。

13、本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明技術方案制備的正摩擦層采用3d?hpg-feve復合材料作為摩擦層，在電學性能方面由于氟碳分子在石墨烯之間形成的空間位阻，降低了介電損耗，提高了電輸出性能；在耐磨性能因于3d?hpg在feve基體中良好的分散性和界面相容性，所以兩者配置的復合材料具有層狀潤滑效應、層間相互作用弱、化學穩(wěn)定性好，在摩擦過程中能形成連續(xù)的化學保護膜，使得正摩擦層的摩擦學性能優(yōu)異。

技術特征：

1.一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述混合溶液中石墨烯的質量分數(shù)分別為0.1wt%、0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%和2.0wt%。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，其特征在于，步驟（2）和步驟（4）中混合溶液磁力攪拌的溫度為50~60℃。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述行星球磨罐的速度為330r/min。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，其特征在于，所述正摩擦層用于接觸分離式和滑動摩擦式的納米發(fā)電機。

技術總結
本發(fā)明公開了一種納米發(fā)電機正摩擦層的制備方法，包括將氟碳涂料倒入三維分層多孔石墨烯和氟碳稀釋劑中配置不同石墨烯質量分數(shù)的混合溶液、將混合溶液磁力攪拌和超聲處理然后倒入行星球磨罐中研磨并加入氟碳固化劑、將處理后的混合溶再次液磁力攪拌和超聲處理，最后真空干燥得到復合材料、制備正摩擦層并涂上復合材料。本發(fā)明的正摩擦層采用3D?HPG?FEVE復合材料作為摩擦層，在電學性能方面由于氟碳分子在石墨烯之間形成的空間位阻，降低了介電損耗，提高了電輸出性能；在耐磨性能因于3D?HPG與FEVE配置的復合材料具有層狀潤滑效應、層間相互作用弱、化學穩(wěn)定性好，在摩擦過程中能形成連續(xù)的化學保護膜，使得正摩擦層的摩擦學性能優(yōu)異。

技術研發(fā)人員：張科,任金龍,張林,黎家余,萬玲玉,田植群
受保護的技術使用者：廣西大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15