固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

本论文首先对比分析了碳纳米管和石墨烯对类金刚石碳基固-液(离子液体)复合润滑薄膜摩擦学性能的影响。 并根据两种添加剂不同性能按一定比例复合后，加入到复合润滑薄膜中，通过多组试验对比，成功制备出了能够适用于不同载荷作用下的复合添加剂，并对其协同作用机理进行了解释。其次，研究了空间辐照对含有复合添加剂的固-液复合薄膜的影响。最后，制备了氟化石墨烯和类石墨烯二硫化钼两种新型的纳米添加剂，并对这两种添加剂的高真空摩擦学性能进行了研究。结果表明：

1. 碳纳米管和石墨烯这两种碳基添加剂都能够显著提高离子液体类金刚石碳基固-液(离子液体)复合润滑薄膜的抗磨损性能。但由于两种添加剂微结构存在着差异性，使得碳纳米管在低载荷作用下对于减小类金刚石碳基固-液(离子液体)复合润滑薄膜的摩擦系数表现较为突出， 相反在高载荷条件下石墨烯添加剂的减摩效果却相对显著；

2. 氧化石墨烯和碳纳米管复合添加剂的成功配制及使用，使两者单一添加剂的优点得以互补。具体表现在，在高真空环境下含有复合添加剂的润滑薄膜在高载和低载荷条件下都能达到减摩抗磨的作用。在减摩抗磨作用方面，低载荷作用下，由于石墨烯可以形成早期的转移膜，同时碳纳米管在对偶间也可以起到“纳米轴承”的作用，使得摩擦系数大大降低，同时避免了石墨烯的堆叠；在高载荷作用时，片层的石墨烯在接触表面会形成一层易剪切的薄膜，进而降低了摩擦系数，而碳纳米管在摩擦的过程中破损剥离形成的类石墨烯片附着在对偶表面，也起到了保护接触面的作用。

3. 石墨烯和碳纳米管增强类金刚石碳基固-液(离子液体)复合薄膜经原子氧，紫外光，电子和质子的辐照后，薄膜和液体润滑剂都会发生不同程度的变化。原子氧和质子辐照对复合薄膜的影响程度较大，而紫外光和电子辐照对复合薄膜的影响相对较小。因此，石墨烯和碳纳米管增强类金刚石碳基固-液(离子液体)复合薄膜不适合在暴露的空间中使用。试验采用飞行时间二次离子质谱分别测试分析了辐照后的离子液体成分和含复合添加剂的离子液体成分，从微观角度对复合薄膜在辐照后的失效机理进行了分析。

4. 试验分别采用液相超声剥离法和电化学剥离法成功制备了氟化石墨烯和类石墨烯MoS₂纳米添加剂。实验结果表明，在离子液体中加入两种添加剂时，可使其润滑性能显著提高，因此，这两种纳米添加剂都适用于真空润滑油。