研究调控运动副界面的摩擦磨损行为,是提高机械装备在苛刻复杂工况环境下的服役寿命与可靠性的必由之路和有效手段。因此,碳基薄膜固液复合润滑方法应运而生,并引发了以全工况环境稳定可靠润滑为目标的复合润滑体系创新研究热潮,推动润滑技术更加节能、低碳、绿色。但是,为了设计出更多更好的固液复合润滑体系,在固液复合润滑技术蓬勃发展中,更应关注其中的一些基础科学问题。因此,本论文根据碳基薄膜特点,设计不同特性的纳米材料作为添加剂,研究薄膜结构和试验工况条件对纳米润滑剂/碳基薄膜固液复合润滑体系摩擦学性能的影响,揭示摩擦接触界面及介质材料成分和结构的变化影响固液复合润滑的机制,并对所构筑的复合润滑体系在模拟燃油发动机活塞环/缸套工况和齿轮传动工况中摩擦学性能进行了实验检验及验证。本论文的主要研究内容及结论如下。（1）选用尺寸小于100 nm的球形Cu纳米颗粒作为基础油添加剂与碳基薄膜构建固液复合润滑体系,利用球盘摩擦试验系统研究了基础油中Cu纳米颗粒浓度、摩擦测试条件对固液复合润滑系统摩擦学性能的影响。结果表明,在常规工况实验条件下,摩擦接触区域的油膜厚度足够大,Cu纳米颗粒的减摩抗磨性能主要源于部分球形Cu纳米颗粒在接触面间发挥了“微轴承”的滚动作用和低剪切力的胶体膜发挥的润滑作用;当测试工况温度和载荷升高时,Cu纳米颗粒难以进入摩擦接触界面间而发挥作用,DLC薄膜表面的活化C被石墨化,部分Cu原子被氧化,从而导致摩擦系数降低而磨损率升高。Cu纳米颗粒可以在比较宽泛的应用条件下提高碳基薄膜固液复合润滑体系的减摩抗磨性能,是一种非常有应用前景的润滑油添加剂。（2）选用二维纳米石墨烯作为基础油添加剂与碳基薄膜构成了复合润滑体系,利用球盘摩擦试验系统研究了载荷、温度、滑动速度和碳基薄膜结构对固液复合润滑体系摩擦学性能的影响。结果表明,含石墨烯润滑油/DLC薄膜固液复合润滑体系在宽泛的工况条件下均表现出优异的减摩耐磨性能,尤其在20 N低载工况条件下表现出优异的减摩效果（摩擦系数为0.054）,高滑动速度为160mm/s工况条件下,磨损降至1.64×10-10 mm/N·m。DLC薄膜本身包含较多sp2杂化碳,在摩擦过程中力和热的作用下薄膜表面附近sp3杂化碳向sp2杂化碳发生转变,最终能在摩擦接触面间形成有序sp2杂化碳-石墨烯-碳材料的“三明治”润滑结构,该结构是含石墨烯润滑油/DLC薄膜固液复合润滑体系摩擦学性能提高的主要原因。（3）研究了两种不同粘度全配方润滑油（0W-20和0W-40）对DLC涂层摩擦学性能的影响,并通过将Cu纳米颗粒和二维纳米石墨烯分别作为添加剂加入全配方润滑油0W-20中,研究了复配体系固液复合润滑性能。研究结果显示,DLC涂层在粘度较低的润滑油0W-20中表现出优异的减摩、抗磨性能和频繁冷启动性能,低粘度润滑油由于具有低粘性阻力和良好的流动性,能及时的补充到摩擦接触界面间,同时摩擦过程中DLC涂层形成的纳米级自适应摩擦膜的协同效应是DLC涂层优异摩擦学性能的主要原因。二维纳米石墨烯作为0W-20润滑油添加剂能降低DLC薄膜的磨损,摩擦过程中DLC涂层形成的纳米级自适应摩擦膜与润滑油中的二维石墨烯构成了更加耐磨损的摩擦界面是DLC涂层磨损降低的主要原因。（4）以发动机活塞环/缸套为摩擦副,在模拟发动机工况环境条件下研究活塞环表面DLC涂层、CrN涂层和Cr-Diamond涂层在含有石墨烯添加剂的润滑油中的摩擦学性能。以齿轮传动为研究目标,通过模拟齿轮传动过程中既有滚动又有滑动的机械运动状态,研究齿轮表面DLC涂层和石墨烯传动油固液复合润滑体系的耐磨和承载性能。研究结果显示,模拟发动机工况条件中,石墨烯润滑油能稳定和降低涂层活塞环/缸套配副的摩擦系数,大幅降低了磨缸套材料的磨损率,主要原因是在缸套磨损表面形成了包含了石墨烯、润滑油添加剂摩擦反应物和氧化物的多元杂化摩擦膜。表面制备DLC涂层的试验齿轮在传动油和石墨烯传动油中,均在加载级别到达8级时就发生了失效,主要是由于粗糙的齿轮表面DLC薄膜缺陷引起的块状剥落所导致。含石墨烯润滑油/碳基薄膜固液复合润滑体系有望对我国在燃油发动机关键运动副的润滑技术的提升提供一些数据和理论支持。