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冻干石墨烯铜纳米添加剂及其摩擦性能研究的任务书
一、题目：
冻干石墨烯铜纳米添加剂及其摩擦性能研究
二、研究背景：
摩擦是物体相互接触时的相互作用现象，它会导致能量损失、磨损以及工件失效等问题。为了提高材料的摩擦性能，人们广泛地研究添加剂的加入。传统的添加剂主要是基于润滑油的，但它们会对环境造成污染。因此，寻找替代传统添加剂的新型添加剂是当前研究的热点之一。
石墨烯是一种新型材料，它具有优异的导电、导热、机械性能以及化学稳定性等特点。石墨烯的引入可以改善材料的摩擦性能，同时也可以提高材料的耐磨性。铜是一种常见的工业金属，它在机械制造领域有广泛的应用。将石墨烯与铜进行复合可以形成一种新型的添加剂，该添加剂具有多种优良性能并可以替代传统的添加剂。
将石墨烯与铜进行复合后，需要将其制备成适合工业应用的形式。此处考虑使用冻干技术将石墨烯铜纳米复合添加剂制成粉末。冻干技术被广泛应用于制备微纳米粉末，这种粉末具有良好的扩散性和稳定性，可以实现快速的弥散和均匀加注到润滑油中。目前，石墨烯铜纳米复合添加剂及其摩擦性能研究尚未被深入研究，因此有很大的研究价值。
三、研究目的：
本研究旨在制备一种新型的石墨烯铜纳米复合添加剂，并对其摩擦性能进行研究。主要研究内容包括以下几个方面：
（1）石墨烯铜纳米复合添加剂的制备：采用冻干技术将石墨烯和铜混合，通过球磨机对混合物进行研磨使其达到纳米级别，最后冻干制成粉末。
（2）添加剂的表征：通过电子显微镜、X射线衍射等技术对添加剂的形貌和结构进行表征。
（3）添加剂的摩擦性能研究：采用摩擦磨损试验机对添加剂的摩擦性能进行测试，并研究添加剂的最佳使用条件。
（4）添加剂的性能评价：通过实验结果对添加剂的性能进行评价，以指导产业实践。
四、研究方案：
（1）添加剂制备方案
1）用球磨机对石墨烯和铜进行研磨，以制备出纳米级别的石墨烯铜混合粉末。
2）将混合粉末置于低温下进行冻干处理，制备成冻干石墨烯铜纳米复合添加剂粉末。
（2）添加剂表征方案
1）采用扫描电子显微镜（SEM）观察冻干石墨烯铜纳米复合添加剂的形貌。
2）使用X射线衍射（XRD）对冻干石墨烯铜纳米复合添加剂的结构进行表征。
（3）摩擦性能测试方案
1）采用摩擦磨损试验机对添加剂在钢-铜对干摩擦中的摩擦性能进行测试，探讨最佳添加量和使用条件。
2）使用扫描电子显微镜（SEM）等手段对试件磨损表面进行形貌分析和磨损机制研究。
（4）评价方案
通过实验数据对冻干石墨烯铜纳米复合添加剂进行性能评价，分析其适用范围和实际应用前景。
五、预期成果：
（1）成功制备冻干石墨烯铜纳米复合添加剂粉末。
（2）对添加剂的形貌、结构进行表征。
（3）确定最佳使用条件及添加量，研究冻干石墨烯铜纳米复合添加剂对钢-铜对干摩擦性能的影响。
（4）通过实验数据对添加剂性能进行评价，为产业应用提供指导。