作为雾霾污染的元凶之一,柴油机颗粒物的排放引起了各国政府及人民的极大关注,相关排放法规日益严格。当前针对柴油机颗粒物排放处理的手段主要是缸内净化与后处理系统相结合,因此柴油机碳烟颗粒的氧化过程对于后处理系统的净化与再生非常重要。由于柴油机缸内燃烧状况复杂,实验室火焰燃烧平台难以对柴油机碳烟颗粒的氧化过程加以控制,本文基于热重分析仪,针对柴油机碳烟颗粒不同氧化程度进行了其氧化模式的研究,结合场发射透射电子显微镜以及傅里叶变换红外光谱仪对柴油机碳烟氧化过程中不同氧化模式的理化特性进行研究,包括微观形貌纳观结构、表面官能团相对含量以及氧化活性。主要研究结果如下:通过氧化过程中碳烟颗粒质量和平均粒径的变化,分别得到基于碳烟质量的氧化速率和基于缩壳模型的氧化速率,通过两者的比较,将柴油机碳烟颗粒的氧化过程划分为四个阶段:（1）氧化程度10%-30%为表面氧化模式;（2）氧化程度40%-60%是表面氧化和内部氧化模式共存的复合氧化模式;（3）氧化程度达到70%-80%是内部氧化模式;（4）在氧化程度达到90%时,可能出现内部氧化诱导碳烟基本粒子破碎的现象。氧化过程中碳烟基本粒子桥接处的层间距与微晶曲率要远远高于主体区域,而微晶尺寸要小于主体区域。基于不同氧化程度柴油机碳烟基本粒子纳观结构参数,对氧气扩散时间尺度进行计算。计算结果表明,氧化过程中纳观结构的变化使氧气扩散到碳烟颗粒内部的几率增加,促进了柴油机碳烟表面氧化模式向内部氧化模式转变。在氧化过程中,碳烟颗粒表观活化能整体呈上升趋势,氧化程度达到90%时表观活化能增加趋势放缓,这可能源于碳烟基本粒子破碎。脂肪族碳氢官能团相对含量整体呈现下降的趋势。在碳烟氧化过程中,碳烟颗粒脂肪烃支链化程度呈先降低、后增加而后继续降低的趋势,在氧化程度为40%时增加点出现。