高端机械装备的运行工况正向着高温、高压等极端苛刻方向发展,使得润滑脂的摩擦学性能受到严峻挑战。二维纳米润滑添加剂因其独特的微观结构和自润滑性能可拓展润滑脂在极端苛刻工况下的应用范围。因此本文针对二维层状纳米颗粒改性,制备新型硅烷偶联二维层状纳米润滑颗粒,研究纳米复配润滑脂在高温、高压等极端苛刻工况下的摩擦学性能并探究其摩擦机理。以氧化石墨烯为前驱体采用氧化还原法制备了二维层状氢氧化镁复合石墨烯润滑颗粒和二维层状碱式碳酸铅复合石墨烯润滑颗粒。提出机械化学硅烷偶联法,以硅烷偶联剂为改性剂,利用机械化学法对二维层状纳米润滑颗粒进行改性处理后形成典型有助于提升摩擦磨损的微观结构的润滑添加剂。利用机械化学法将添加剂稳定分散在基础脂中制得改性润滑脂,采用SRV摩擦试验机对改性润滑脂进行摩擦学性能测试,探究添加剂浓度、温度、和载荷对润滑脂摩擦学性能的影响。对比改性二维层状纳米润滑颗粒之间的摩擦学性能,通过扫描电镜和能谱分析对摩擦表面进行观察测试,并对其摩擦机理进行讨论分析。结果表明,三种二维层状纳米润滑颗粒均能够改善润滑脂的高温摩擦性能,其中改性碱式碳酸铅复合石墨烯润滑脂的高温摩擦学性能最佳,有效工作温度提高70℃,最大承载能力提高了200N,减摩性能最高提升了47.37%,磨痕宽度最高降低了35.34%,磨痕深度最高降低了92.69%。在摩擦过程中,二维层状纳米颗粒和硅烷偶联剂协同润滑,在摩擦副表面形成强的吸附膜,有效减小摩擦副之间的摩擦。因此,高温重载下（如150℃、650N）优先选用改性碱式碳酸铅复合石墨烯润滑添加剂,一般工况下（≤100℃、≤550N）下可选用改性滑石粉或改性氢氧化镁复合石墨烯润滑添加剂。基于这三种二维层状纳米润滑颗粒能够显著改善润滑脂的高温摩擦学性能,为苛刻工况下的机器工作效率以及使用寿命上都提供了巨大的应用价值。