随着科技的飞速发展,对传动装置旋转部件的运转精度、可靠性、长寿命提出了更高的要求。传统润滑中摩擦化学磨损导致接触区域发生剥落甚至断裂,严重影响了传动旋转部件的使用寿命。现有的新兴润滑材料如水基超滑、油基超滑、固体超滑在摩擦化学等因素作用下进一步降低了界面间的摩擦力并减少了摩擦耗能,但是摩擦化学作用伴随的界面磨损加剧问题却很少得到关注。因此,揭示摩擦化学作用下接触界面形貌演化对液体润滑性能的影响机理,并基于摩擦化学诱导界面形貌演化构建长寿命高可靠液体润滑体系,对提高传动旋转部件的使用寿命和可靠性至关重要。本文针对摩擦化学作用下接触界面形貌变化对液体润滑性能的影响。首先研究了摩擦化学作用下形貌演化对磷酸水溶液润滑性能的影响规律,揭示出界面形貌演化对磷酸水溶液润滑性能转变的影响机制;然后探索了摩擦化学诱导二酮润滑液快速实现低剪切的机制,阐明摩擦化学作用下表面质量提升对二酮/铁基润滑性能改善的影响机理;同时研究了摩擦化学作用下油基聚酰亚胺润滑性能退化机理,揭示出摩擦化学作用下表面质量恶化对钢球/聚酰亚胺润滑性能退化的作用机制;最后基于摩擦化学诱导界面形貌演化构建长寿命高可靠液体润滑体系,并提出磷酸体系润滑性能优化方案。论文主要研究内容如下:（1）研究了摩擦化学作用下形貌演化对磷酸水溶液润滑性能的影响,探明摩擦化学作用对界面形貌演化及磷酸水溶液润滑性能转变的影响机制。摩擦过程中界面形成稳定的磷酸水合层是实现界面超低剪切的关键因素。发现磷酸水溶液实现超滑后,降低载荷和速度均会造成该体系超滑暂时失效,但其基底依然保持光滑;然而增大载荷或速度会造成该体系超滑永久失效,这主要归因于高载或高速引起的基体表面的严重磨损,导致摩擦界面无法形成稳定的磷酸水合层。采用白光干涉仪和原子力显微镜分别检测和分析了接触区域微观形貌的变化,揭示出摩擦化学作用下基底接触界面微观形貌演化是导致超滑永久失效的主要原因,并建立了磷酸体系的润滑状态与接触表面粗糙度的关系。（2）研究了氧环境下摩擦化学诱导二酮润滑液快速实现低剪切的机理,阐明摩擦化学作用下表面质量提升对二酮/铁基润滑性能改善的机理。研究结果表明高氧含量明显缩短了二酮/铁基体系的跑合时间。该体系跑合分为两个阶段,第一阶段摩擦系数迅速下降主要归因于摩擦界面接触压力下降,而第二阶段摩擦系数进一步降低可能与表面化学吸附膜的形成密切相关。高氧环境分别缩短了不同阶段的跑合时间。在跑合第一阶段,氧气促进了滑动界面氧化磨损并使得摩擦界面疏松多孔容易被去除,同时获得了更光滑的接触表面,因此缩短了跑合第一阶段时间;在跑合第二阶段,氧气促进了三价铁与二酮分子在摩擦界面快速形成致密且稳定的螯合物吸附层,该化学吸附层具有超低的剪切强度,最终导致在钢与钢界面稳定超滑的实现。（3）通过滚动-滑动复杂运动和纯滑动模式对比研究,揭示出摩擦化学作用下表面质量恶化对油润滑条件下钢球/聚酰亚胺润滑性能退化的作用机制。结果表明,滚动-滑动复杂运动对聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能有很大影响,并且与润滑条件密切相关。在干摩擦条件下,与纯滑动相比,滚动-滑动运动导致聚酰亚胺复合材料的摩擦力更低,表面磨损更轻。然而在PAO4油润滑下,这两种运动产生的摩擦系数相近,但在滚动-滑动运动中会产生更严重的表面磨损,并伴随着黑色物质的产生。X射线光电子能谱分析结果表明,聚酰亚胺复合材料磨损的增加主要归因于摩擦化学反应的发生,进而导致聚酰亚胺复合材料机械性能下降。通过磨损表面的SEM表征以及加热滑动试验和热处理的对比结果进一步验证了此观点。最后,通过机械抛光的方法获得光滑的聚酰亚胺复合材料表面,光滑的接触界面降低了摩擦升温并获得了更好的润滑性能。（4）基于摩擦化学诱导界面形貌演化构建长寿命高可靠液体润滑体系。建立了一种磷酸体系寿命测试方法,并提出磷酸体系润滑性能优化方案。最后利用摩擦界面磷酸分子与水之间的强作用力,以及优化基底材料机械性能,使磷酸体系在真空条件下运行100小时后仍保持稳定超滑,验证了长寿命高可靠液体润滑体系的设计方案的可行性。