摩擦过程中的能量耗散会产生大量热量导致能量浪费,而磨损引起的表面严重损伤也会大大降低器件的性能和可靠性。因此,减少摩擦损耗和提高抗磨性能不仅能够降低能耗,而且能够提高机器的工作效率,并延长使用寿命。润滑被认为是控制摩擦和磨损最有效的途径,传统单一的润滑油已很难满足工业润滑的需求,而润滑油添加剂对于润滑油的最终性能起到决定作用,因此,寻找低毒、稳定、高效的润滑油添加剂对于提升减摩抗磨性能具有重大意义。为了满足日益严苛的润滑要求和节能减排需求,发展多功能的复合添加剂成为目前润滑油添加剂的一个重要研究方向。本论文以复合纳米材料为设计导向,以本身具有良好机械性能的石墨烯作为基底,成功制备了两种复合材料,并系统地探究了添加量浓度、转速及载荷对摩擦性能的影响,又进一步分析了两种复合材料减摩抗磨性能的机理。(1)金属@石墨烯(Cu@rGO)复合材料的制备及其作为润滑油添加剂的性能研究。利用原位还原法,通过调控反应体系的pH值、Cu2+的浓度等实验条件,成功地在石墨烯纳米片上得到了分布均匀、尺寸较小(～15 nm)的Cu纳米颗粒。在四球摩擦实验中,我们首先探究了复合材料中Cu的含量对其摩擦性能的影响,发现当Cu的负载量38 wt%左右时Cu在rGO上分散性最好。此外,当添加量为0.1 wt%时,该复合材料表现出最佳的摩擦学性能。相比于基础油400N,Cu@rGO作为润滑油添加剂能够很好的改善磨损情况,说明该材料的加入能够有效的减少摩擦引起的能量损失,从而实现节能减排。同时,该复合材料在高载荷高转速的条件下也能起到优异的减摩效果。(2)金属氧化物@石墨烯(ZnO@rGO)的制备及其作为润滑油添加剂的性能研究。利用高温水热法,通过调控反应体系温度、时间及Zn2+的浓度等实验条件,能够实现3 nm左右的ZnO纳米颗粒在rGO表面上较为均匀且密集的分布。测试结果表明,当ZnO的负载量为30wt%左右并且添加量为0.5 wt%时,该复合材料表现出最佳的润滑效果。此外,ZnO@rGO在变载荷及变转速的各条件下均表现出了良好的摩擦学特性,相较于基础油其摩擦系数和磨斑直径分别下降了 17%和38%,相对于同浓度下石墨烯油样的摩擦系数和磨斑直径分别下降了 5%和15%。因此,基于石墨烯复合材料的设计与合成能够显著改善润滑油性能,在提升机器的工作效率和延长机器的使用寿命上有着巨大潜力。