纳米颗粒作为润滑油固体添加剂能够显著地改善基础油的抗摩擦性能，尤其是片状无机纳米颗粒。关于润滑油和摩擦副的摩擦化学的研究已经很多，但有关在摩擦过程中作为润滑油固体添加剂的摩擦化学反应机理以及对摩擦副的摩擦化学的影响研究较少。本论文研究了两种片状无机纳米颗粒（即，四氧化三铁（Fe₃O₄）和高岭土）作为润滑油固体添加剂的抗摩擦性能及其摩擦化学性质。本论文第一章综述了润滑油添加剂、纳米颗粒、纳米颗粒润滑油添加剂以及摩擦化学的相关知识,并介绍了纳米颗粒作为润滑添加剂的各种作用机理以及摩擦过程中发生的摩擦化学反应。本论文第二章简要地介绍了本实验所需要的主要测试设备和表征仪器。本论文第三章采用弱磁场辅助氧化共沉淀法合成制备片状纳米Fe₃O₄颗粒，选取油酸作为表面活性剂对颗粒表面进行包覆改性，然后将改性过的片状纳米Fe₃O₄颗粒作为润滑添加剂添加到润滑油中，进行摩擦磨损实验，研究其抗摩擦性能及其摩擦化学性能。经油酸改性后片状纳米Fe₃O₄颗粒能够均匀地分散在#40基础油；且制备成含各种质量分数片状纳米Fe₃O₄颗粒的润滑油。研究表明，含片状纳米Fe₃O₄颗粒的润滑油表现出Newtonian流体的流变学特性以及良好的稳定性，另外，通过四球摩擦试验机试验后，发现其抗摩擦性能得到普遍的提高，当纳米Fe₃O₄添加量为1.5wt.%时，摩擦系数与磨斑直径降低最大，分别降低了18.06%和11.2%。此外，还分别研究了纳米Fe₃O₄颗粒对基础油的影响，纳米Fe₃O₄颗粒摩擦化学及其对摩擦副的物化性质的影响，结果表明，片状纳米Fe₃O₄颗粒的引入不会影响基础油的稳定性与抗氧化性；经过24h的摩擦作用后，纳米Fe₃O₄颗粒在摩擦过程中和摩擦副表面能够发生反应，生成Fe₂O₃；纳米Fe₃O₄颗粒的饱和磁化强度（Ms）减小、矫顽力（Hc）增大，纳米Fe₃O₄颗粒的氧化转变温度升高；摩擦过程中，晶格畸变导致颗粒尺寸变小，比表面积增大，在摩擦开始的2h内变化最为明显，2h-10h次之，10h后基本保持不变；摩擦过程中，片状磁性纳米Fe₃O₄颗粒在剪切力与磁力的作用下按照晶面平行方向吸附在摩擦副表面，起到了固体润滑油的作用，并与摩擦副表面发生摩擦化学反应生成了一层或多层低剪切力的富含Fe、FeO、Fe₃O₄、γ-FeOOH、γ-Fe₂O₃和α-Fe₂O₃的复合润滑膜，在摩擦副不同部位的反应程度不一，但最终生成了较为完整的润滑膜，填补了摩擦副表面的凹坑，使表面更加平整，从而提高了抗摩擦性能。本论文第四章采用超细研磨法制备了片状纳米高岭土颗粒，然后，选取含氢硅油作为表面活性剂对颗粒表面进行包覆改性，再将改性过的高岭土颗粒作为润滑添加剂添加到润滑油中，进行摩擦磨损实验，以研究其抗摩擦和摩擦化学性能。结果表明：经含氢硅油改性后能够均匀地分散在#40基础油中，成功地制备成各种质量分数的含纳米高岭土颗粒的润滑油，其表现出Newtonian流体的流变学特性以及良好的稳定性。此外，对纳米高岭土颗粒作为润滑油添加剂的抗摩擦性能进行了深入研究。研究发现，采用含纳米高岭土的润滑剂可明显提高摩擦副的抗摩擦性能，当纳米高岭土的添加量为1.0wt.%时，与基础油相比，其摩擦系数与摩擦副的磨斑直径降低幅度最大，分别了降低为23.64%和17.39%。同时，研究了纳米高岭土颗粒对基础油的影响，纳米高岭土颗粒摩擦化学以及纳米高岭土颗粒对摩擦副的物化性质的影响。结果表明，在摩擦过程中，高岭土在机械力的作用下脱去的结晶水混入基础油中，影响了基础油的抗氧化性。在摩擦24h过程中，高岭土的物相并无变化，但被含氢硅油改性的颗粒磨损后又被#40基础油以机械力化学的方式包覆改性，增加了颗粒与油的相容性。在摩擦过程中晶粒尺寸变小，晶格畸变，高岭石晶粒沿（020）晶面的破坏严重，而且前6h的摩擦对晶粒的破坏最为严重，纳米高岭土颗粒能够有规律地吸附在摩擦副的表面，形成了一层或多层充当“第三体”作用的润滑膜。摩擦过程中，摩擦副表面发生了复杂的摩擦化学反应，不同的部位反应程度不一致（凸面>凹面>中部），但是产物相同，即都生成了多层具有低剪切应力的富含Al₂O₃·SiO₂，SiC，Fe，FeO，Fe₃O₄，γ-FeOOH，γ-Fe₂O₃以及α-Fe₂O₃等物质的摩擦化学自修复复合膜，吸附在摩擦副表面，从而提高了抗摩擦性能。最后，论文给出了本研究工作所获得的主要结论和今后工作展望。