二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)是目前应用最广、用量最大的的润滑油添加剂之一,它通过在摩擦界面形成摩擦反应膜起到抗磨的作用。但是由于含有P、S等元素会影响车辆发动机废气中有害污染物的后期处理,这使得ZDDP在现代发动机润滑剂中的应用受到了挑战。纳米金刚石颗粒不仅具备纳米材料小尺寸效应、吸附能力强、反应活性高的特点,还具备环境友好、硬度高、化学性质稳定等优势。但是纳米金刚石颗粒的应用受到多种因素的影响,很难完全代替ZDDP的使用。所以通过研究纳米金刚石颗粒对ZDDP的协同作用来减少ZDDP的用量很有意义。本研究中在PAO基础油中加入了ZDDP和纳米金刚石颗粒,利用沉淀的方法区分了纳米金刚石颗粒的浓度,并且使用机械分散的方法来排除分散剂的影响。用摩擦磨损试验机和原子力显微镜(AFM)研究了不同润滑油样品在多微凸体接触界面的摩擦学性能,以及在单微凸体接触下的原位成膜。利用扫描电子显微镜、能谱仪、拉曼光谱仪、原子力显微镜等表征手段探究了不同浓度纳米金刚石颗粒对ZDDP摩擦学性能及成膜的影响,并研究了纳米金刚石颗粒的作用机制。研究结果表明:(1)纳米金刚石颗粒的加入对含ZDDP的润滑油摩擦性能影响不大,但是可以大大提高ZDDP的抗磨损性能。在本研究中发现加入纳米金刚石颗粒后的润滑油抗磨损性能可提升一倍左右。纳米金刚石颗粒的作用机理是在摩擦过程中对摩擦界面产生打磨作用,消除了局部应力集中,使得摩擦反应膜生成更加均匀。(2)纳米金刚石颗粒的性能受到浓度的影响较为明显,不加分散剂的条件下,在浓度过大时,会因为团聚和沉淀对ZDDP的摩擦反应膜产生破坏从而增加磨损。在浓度过低时也会对磨损性能产生略微的不利影响。(3)纳米金刚石颗粒的加入会影响摩擦反应膜的生长速度。在成膜的初期,纳米金刚石颗粒的加入可以提高ZDDP的成膜速度3-4倍,而且摩擦反应膜更加致密且性能更好,在成膜过程中更不易被去除。