润滑剂可以降低机械设备的能耗,延长机械设备的寿命。作为一种新型且性能优良的润滑剂,复合钛基润滑脂近年来逐渐引起学者的广泛关注。然而,对复合钛基润滑脂的研究还缺乏系统性;其合成机理的探索尚不够全面,其制备因素、性能和微观结构之间的规律研究尚未完善;在摩擦学改性的研究方面,多种减摩抗磨剂的最佳配比不够精确;复合钛基润滑脂在固体膜层上的应用较少,需要拓展。上述问题制约了复合钛基润滑脂的生产和应用,本文针对以上问题开展了以下研究。制备了复合钛基润滑脂,获得了稠化剂比例和基础油粘度范围。采用红外光谱分析法推测出成脂反应过程,从化学反应层面探索成脂机理。根据固液分散体系与基础油粘度对成脂效果的影响,从皂油相互作用的层面探讨复合钛基润滑脂成脂机理。以制备工艺、基础油和稠化剂为制备复合钛基润滑脂的三种因素,成功制备了不同因素水平的复合钛基润滑脂,并对各因素条件下的皂纤维形貌进行表征。各脂的制备和皂纤维形貌的表征为复合钛基润滑脂的物理性能、流变性能和摩擦学性能的研究奠定了试验基础。深入研究了各因素（制备工艺、基础油和稠化剂）不同水平的复合钛基润滑脂的物理性能、流变性能与摩擦学性能,揭示了各因素的水平对各脂的物理性能、流变性能和摩擦学性能的影响规律。分析了不同因素水平脂的皂纤维形貌对各脂的物理性能、流变性能和摩擦学性能的影响,为各脂的物理性能、流变学性能和摩擦学性能差异在皂纤维的微观层面上提供了结构根据。以纳米石墨、石墨烯和四硼酸钾为减摩抗磨剂,对复合钛基润滑脂的摩擦学性能进行改性研究。采用四球试验法得出每种减摩抗磨剂的最佳添加浓度。采用复合试验-响应面分析法,研究得出3种减摩抗磨剂的最佳协同浓度分别为0.831 wt%、0.053 wt%、2.589 wt%。试验结果表明,协同改性复合钛基润滑脂的摩擦学性能优于单一改性脂和基础脂。应用SEM、XPS和Raman光谱仪对磨损表面进行分析,提出了协同改性复合钛基脂的润滑机理模型,该模型将其润滑机理揭示为3种减摩抗磨剂的物理作用、边界膜与化学反应抗磨层（Fe3C、Fe2O3、Fe OOH、Ti O2、B2O3）之间的协同效应。采用白光干涉仪对阳极氧化铝（Anodic aluminum oxide,AAO）膜进行表面形貌表征。对比分析了基础脂与协同改性脂作用于AAO膜的摩擦学性能,用M-200摩擦磨损试验机测试了在较轻载荷（100 N）、较重载荷（200 N）条件下1小时内的平均摩擦系数和磨痕面积,测试了5小时内的平均摩擦系数与磨损率随时间的变化。在各试验条件下,与基础脂相比,协同脂的平均摩擦系数、作用后的AAO磨损面的磨痕面积、磨损率显著降低。对比分析了各试验条件下的磨损表面的SEM形貌,结果表明协同改性脂作用后的磨损表面优于基础脂作用过的磨损表面,验证了协同改性脂优良的减摩抗磨性。