石墨烯和碳纳米管因独特的结构使它们具有超高的强度、极大的韧性及优异的导电、导热性能,但由于石墨烯大的比表面积、碳纳米管大的长径比致使石墨烯和碳纳米管容易呈现团聚形态,很难分散在基体中,因此对它们进行改性显得至关重要。本文在机械研磨剪切作用下,采用离子液体对石墨烯和碳纳米管进行非共价改性,研究改性后的石墨烯和碳纳米管作为润滑添加剂的载流摩擦学性能。研究结果如下:(1)利用原位法将锂盐溶解到PAG(50-HB-660)中制备出离子液,以聚脲润滑脂(PAO)作为基础脂,改性石墨烯和改性碳纳米管等作为导电添加剂制备了电力复合脂,测试了其物理化学性能,发现制备的润滑脂都具有良好的热稳定性和抗腐蚀性,满足实际应用需要。(2)通过蒙特卡洛算法模拟了石墨烯在基础脂中的分布情况,结合理论分析了润滑脂的导电机理,发现随着石墨烯浓度增加,润滑脂的导电能力逐渐增强。在Cu-Cu摩擦副下,探究了导电润滑脂边界润滑条件下的动态导电能力和载流摩擦学性能,发现改性过的石墨烯和碳纳米管制备的润滑脂不论是在低载荷(5N)、高载荷(10N),还是载流或不载流条件下,都表现出比未改性的石墨烯和碳纳米管制备的润滑脂更优异的减摩抗磨性能和导电性能。原因是利用离子液改性提高了石墨烯和碳纳米管在润滑脂中的分散性,进而提高了润滑脂的性能。对比石墨烯和碳纳米管制备的润滑脂发现,低载荷(5N)条件下改性石墨烯和改性碳纳米管制备的润滑脂减摩抗磨性能差异不大,高载荷(10N)条件下碳纳米管润滑脂有更优的减摩抗磨性能。(3)通过ANSYS软件模拟了摩擦过程中产生的温度场分布和剪切应力分布等,发现摩擦过程中最高温度和最大应力都产生在摩擦的中心地带,摩擦热的产生,可以传递,引起周围温度场和应力分布产生变化。