近年来，人类太空探索飞速发展，需要航天器的使用寿命越来越长。研究表明，运动部件的摩擦磨损是缩短航天器寿命的主要原因之一。研究高性能的空间润滑脂，对延长航天器的使用寿命具有重要意义。对于高性能空间润滑脂，合适的固体润滑添加剂是不可缺少的。MoS₂具有优良的润滑性能，在真空中具有很低的挥发速率。在高真空、强辐射和高低温环境下，MoS₂具有优良的摩擦学性能，可以作为润滑油脂的添加剂使用。近年来研究发现，纳米MoS₂比微米MoS₂具有更好的摩擦学性能。研究纳米MoS₂作为空间润滑脂的添加剂对提高空间润滑脂润滑性能具有重要的实际意义。本学位论文首先研究了一步稠化法制备含纳米MoS₂的空间润滑脂的工艺条件。选用聚α烯烃作基础油，聚四氟乙烯作稠化剂，利用超声方法将自制不同形态的纳米MoS₂均匀分散到基础油中，从而制备出一种具有较高滴点和极低挥发性的空间润滑脂。然后利用MQ-800型四球摩擦磨损试验机，考察了微米MoS₂、MoS₂纳米片和MoS₂纳米球对空间润滑脂摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜考察了钢球磨损表面的形貌。结果表明，MoS₂纳米片作为空间润滑脂添加剂不仅具有最好的减摩抗磨作用，还能使空间润滑脂在高负载下具有良好的润滑性能。为了评价模拟空间环境下含纳米MoS₂空间润滑脂摩擦学性能，利用模拟空间环境的摩擦试验装置，开展了空间润滑脂在真空、交变温度和辐照（原子氧、紫外）等环境下的摩擦学试验。利用非接触式三维轮廓仪考察了磨损表面的形貌。研究发现，MoS₂纳米空心球不适宜用作空间润滑脂的减摩抗磨添加剂。MoS₂纳米片比微米MoS₂更能改善空间润滑脂的摩擦学性能。最后应用X射线能谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等分析手段探讨了三种尺寸形态的MoS₂在空间润滑脂中的摩擦磨损机理。分析认为，在大气环境下，微米MoS₂通过层状结构的剪切与滑移作用来降低摩擦磨损，而MoS₂纳米片和MoS₂纳米球可以在摩擦表面发生摩擦化学反应，形成润滑膜。在模拟空间环境下，微米MoS₂具有与大气环境下相同的摩擦磨损机理；MoS₂纳米空心球容易破裂，破裂产生的冲击力使摩擦表面的磨损更加严重；MoS₂纳米片易于被原子氧氧化，可以在摩擦表面发生摩擦化学反应，形成润滑保护膜，降低摩擦磨损。