金刚石由于独特的正四面体结构而具有强度高、耐磨性优异、摩擦系数低等优点,被广泛应用于刀具、轴承、钻探设备和精密仪器中,有望在空间加工和精密制造中起到关键性作用。由于真空、高温和应力集中等严苛条件,金刚石在摩擦过程中容易产生严重的粘附现象,使得金刚石发生严重的摩擦磨损,降低相关设备的使用周期和稳定性。纳米固体润滑剂直接添加到摩擦界面时,可改善金刚石摩擦学性能。本文通过在摩擦界面添加不同金属与金属氧化物纳米颗粒,探究不同纳米固体润滑剂对单晶金刚石摩擦学性能的影响。研究表明:(1)在干燥氮气条件下,降低的应力未使金刚石发生磨损且摩擦过程稳定,但摩擦系数较高,约为0.077。界面铺展面心立方晶格金属纳米颗粒后,摩擦系数得到降低(0.02~0.03),金刚石发生了石墨化而产生了大的磨损。界面添加钼纳米颗粒后与界面添加面心立方晶格金属现象类似,当界面引入钨纳米颗粒后,未明显改善摩擦系数但磨损得到一定程度的降低。钛纳米颗粒会产生大的摩擦系数且产生了大的磨损,而钴纳米颗粒并未明显改变单晶金刚石的摩擦学性能,现象与单晶金刚石自配副摩擦学性能类似。面心立方晶格金属和铁纳米颗粒可催化金刚石发生石墨化而降低摩擦系数但会增加金刚石的磨损率。(2)当金刚石自配副摩擦过程中因应力增加而产生磨损时,跑合期摩擦系数较高但稳定时得到明显降低至0.04。界面铺展氧化铜纳米颗粒后,降低了摩擦系数(~0.025)和磨损。界面铺展氧化铁纳米颗粒后,由于氧化铁的棒状形状,对摩擦系数降低能较低,生成的摩擦反应膜降低了金刚石的磨损。界面铺展氧化锆纳米颗粒后,未生成摩擦反应膜,对金刚石摩擦学性能改善较小。界面铺展纳米氧化铝后,界面生成了致密且成球状的摩擦膜,有效降低了摩擦系数(~0.02)和磨损率。另外氧化铝在摩擦界面可起到滚珠轴承的作用进一步降低摩擦系数。不同金属氧化物纳米颗粒可促进摩擦膜的生成而降低金刚石的摩擦系数和磨损率。