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1.1 固体润滑剂概述
面对机械摩擦带来的损失,以前人们多用油脂润滑剂涂覆在机械部件的金属表面可以来增强其润滑性,降低摩擦磨损,延长使用寿命,然而随着科技发展,越来越多的机械部件要在高温,真空,强辐射的环境中工作,这样传统的油脂润滑剂就难以满足使用要求。固体润滑剂就是用以润滑油脂润滑剂应用效果不好的机械摩擦部分的无机固体物质。
固体润滑剂一般具有较低的剪切强度，高耐磨性。通过将活动表面分离来降低摩擦磨损。多以疏松粉末形式或涂层形式被应用在减磨润滑领域，也可以作为油脂润滑剂的添加剂来改善油脂润滑剂的润滑性。现在多用在高温，重载情况下。
固体润滑剂的种类繁多，传统的重要的有石墨，MoS2，滑石粉等。表1.1是一些较常见的固体润滑剂以及它们的特性[1]。
石墨是应用很广的固体润滑剂,它是六边形点阵结构,有片层状的晶体结构。由于层间靠范德华力连接,因此石墨层间作用力弱,具有低剪切强度,容易滑动,因此摩擦系数比较低。石墨可以在较高温度，高的滑动速度下稳定地起到润滑作用，此外它的化学稳定性高，可以用于腐蚀环境下。
二硫化钼被誉为“高级固体润滑油王”，可用于高温高压下。它的分散性好，不粘结，可添加在各种油脂里，形成绝不粘结的胶体状态，增加油脂的润滑性和极压性。也适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态，延长设备寿命。由超音速气流粉碎加工而成的二硫化钼粒度达到325-2500目，微颗粒硬度1-1.5，摩擦系数0.05-0.1，低温时可起到减摩作用；同时它覆盖在摩擦材料的表面，可防止氧化，使材料表面不易脱落。
滑石粉中主要成分是滑石，滑石的主要成分是滑石含水的硅酸镁，属单斜晶系。晶体呈假六方或菱形的片状，偶见。由于其结晶构造为层状，因此亦具有特殊的润滑性。
1.2 石墨烯概述
1.2.1 石墨烯的性质
石墨烯具有大的比表面积，低的表面能。理论单层石墨烯的表面积约2600m2/g[2],在一定条件下可用来储氢和二氧化碳。还有高导热性和高机械强度；室温下的量子霍尔效应、双极性电场效应，高流动性，高的光学透明度,表面疏水性。
1.2.2 石墨烯的制备
目前，石墨烯的制备方法主要有：剥离石墨层间化合物法，化学沉积法，和氧化石墨还原法。还有气相等离子体生长技术，静电沉积法 和高温高压合成法等。在所有的制备方法当中，氧化石墨还原法由于成本较低，最有可能实现石墨烯的规模化生产,因此受到极大关注。
（1） 剥离层间化合物法
最早的剥离层间化合物法，机械剥离法就是重复使用胶带从大块石墨上分离出薄片石墨烯的简单的过程[3]。用这个方法，可以成功的获得数微米尺寸的高质量2维晶体石墨烯。
机械剥离法属于物理方法进行剥离。也可用化学方法进行液相剥离。例如张伟，朱宏伟等人曾研究以膨胀石墨为原料，采用液相剥离法和改进的Hummers氧化石墨工艺，用肼预还原和高温还原氧化石墨的方法成功制备了微米量级的高质量，高浓度，高产量的石墨烯[4]。
（2） 化学气相沉积(CVD)
通过CVD在金属层上合成大面积的石墨烯的方法已经研究出来，而且石墨烯也能被容易地转移到各种基层上。并且CVD生长的石墨烯有优异的可伸缩性与可转移性，作为表面涂层有很大的价值。Kwang-Seop Kim, Hee-Jung Lee等人已经对CVD法在铜薄片和镍薄片上生长石墨烯进行过研究[5]。用CVD法在一个4英寸的石英真空管中在铜金属薄片上（25μm厚）合成单层石墨烯。在镍片上合成了多层石墨烯。制备后的单层石墨烯与多层石墨烯都被用湿法转移到SiO2/Si层上，以经行摩擦磨损实验。论文网