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利用溶胶-凝胶技术设计制备了多种低摩擦、抗磨损的纳米陶瓷TiO2薄膜,研究了室温下各类薄膜的摩擦磨损性能,探讨了薄膜的磨损机制,获得了一些具有创新意义的结果:1.通过传统体溶胶-凝胶技术可以获得均匀、致密,无裂纹和缺陷,且粗糙度低的纳米TiO2薄膜,其厚度可以控制在纳米尺度。溶胶-凝胶薄膜具有较低的摩擦系数和较好的耐磨寿命。2.采用表面溶胶凝胶法在普通载玻片上制备了TiO2纳米结构薄膜,考察了薄膜组成结构、表面形貌及摩擦学性能。结果表明,与传统体溶胶凝胶法相比,薄膜摩擦性能得到明显改善。这是由于多次干燥过程在一定程度上避免了传统体溶胶凝胶工艺中后续干燥和热处理过程大量残留溶剂瞬时溢出而导致的结构缺陷,使薄膜具有更高的致密性,提高了抗磨性。3.利用复合前驱体溶胶-凝胶路线,将共溶掺杂体SiO2或者将具有自润滑性的软金属Ag以纳米粒子形式均匀分散于陶瓷薄膜基体中,制得掺杂类纳米TiO2薄膜,考察了掺杂量对薄膜组成结构、表面形貌及不同条件下的摩擦学性能的影响,实验结果表明:对于Ag掺杂薄膜,由于不能形成稳定的固溶体,Ag掺杂量对TiO2薄膜表面形貌和减摩抗磨性能产生重要影响,二者之间不是单一的线性关系。低掺杂时Ag自润滑性能对薄膜摩擦性能的增强作用占主导,而高掺杂时其对薄膜的影响主要表现为恶化表面,从而导致摩擦性能下降;而掺杂体为SiO2时,研究证实添加适量SiO2能有效防止TiO2晶粒生长和确保TiO2薄膜持续性,这种作用可能是由于薄膜组分间形成了Si-O-Ti键。细化晶粒尺寸能大大提高薄膜抗微破裂能力。另外,SiO2能显著提高膜材间结合力和薄膜机械稳定性。这些效应综合影响使得TiO2–17.9SiO2薄膜较纯TiO2具有更优异的抗磨能力和较低的摩擦系数。然而,过量的SiO2由于出现相分离现象而不能起到上述作用。4.优化控制掺杂量的溶胶-凝胶纳米陶瓷薄膜在低负荷和滑动速度下的磨损机制主要是轻微擦伤、磨粒磨损;而未掺杂和过量掺杂类薄膜分别主要表现为塑性变形和严重磨粒磨损,甚至脆性断裂和剥落。