高能球磨是改变材料结构、提高材料性能的有效技术手段。本文以天然片状石墨为原料,高温膨化制备膨胀石墨,采用高能球磨技术制备球磨态膨胀石墨,研究球磨态膨胀石墨的结构和摩擦学性能。本文借助XRD、SEM和TEM研究膨化温度和球磨处理对膨胀石墨形貌和结构的影响;采用XRD和TEM研究掺加元素B或Ni对球磨态膨胀石墨结构的影响;利用MMU-5G高温摩擦磨损试验机,研究以球磨态膨胀石墨为添加剂的润滑油的摩擦学性能,并借助SEM研究磨损表面形貌的变化。研究结果表明:片状石墨膨化制得的蠕虫状膨胀石墨,其层与层之间的距离明显增大,并且具有多层次结构;纯膨胀石墨球磨时,随着球磨时间的增加,石墨化度和晶粒尺寸都逐渐减小;掺B膨胀石墨球磨时,元素B具有催化石墨化或磨粒助磨致非晶化的作用;掺Ni膨胀石墨在球磨和退火过程中,元素Ni均具有较为明显的催化石墨化作用;膨胀石墨球磨100 h后,部分区域(002)晶面间距变大,晶面发生不同角度的弯曲变形,甚至局部非晶化。实验中发现,膨胀石墨作为润滑油添加剂时具有明显的减摩作用,而且其润滑减摩作用优于天然石墨;掺B膨胀石墨作为润滑油添加剂时,摩擦系数随着球磨时间的延长或载荷的增加而减小,但随温度的升高而增大,在温度400℃、载荷400 N的试验条件下,掺B膨胀石墨表现出较佳的减摩抗磨性能;掺Ni膨胀石墨作为润滑油添加剂时具有较好的润滑减摩作用,但球磨时间对其影响显著,球磨80 h的掺Ni膨胀石墨的润滑减摩作用最为突出。