为了减轻柴油机SO_X的排放,IMO(国际海事组织)明确要求船舶使用低硫燃油。但是脱硫导致燃油中减摩润滑物质的去除,使得低硫燃油的润滑性变差,导致燃油系统精密偶件的异常磨损。本文采用等离子体辅助高能球磨工艺制备表面修饰的石墨烯,将其作为燃油润滑添加剂以提高低硫燃油的减摩抗磨性能,并探究表面修饰石墨烯添加剂在低硫燃油中的分散性及其摩擦学性能。以CVD法制备的石墨烯为原材料,油酸为修饰剂,利用等离子体辅助高能球磨完成了石墨烯的表面修饰。对所制备的油酸修饰石墨烯进行SEM、TEM、XRD、Raman光谱、FT-IR红外光谱等分析,结果表明修饰后的石墨烯依然保持良好的片层结构,石墨烯的层数为3层、5层不等,石墨烯的片层间距由于油酸分子的插入而增大,油酸分子与石墨烯发生酯化反应嫁接到石墨烯表面,从而完成对石墨烯的表面修饰。修饰后的石墨烯在低硫燃油中有较稳定的分散性。以膨胀石墨为原材料,分别以油酸、低硫燃油为修饰剂,利用等离子体辅助高能球磨设备制备了表面修饰的石墨烯。经SEM、TEM、Raman光谱、FT-IR红外光谱等分析表明,所制备油酸修饰石墨烯层数为7层,燃油修饰石墨烯的层数为9层。燃油修饰石墨烯的片径更小且均匀,两种修饰剂由于长链烷烃嫁接到石墨的表面,均完成了对石墨烯的表面修饰。修饰后的石墨烯在低硫燃油中有较稳定的分散性。对上述三种石墨烯添加剂进行摩擦学测试。四球法摩擦学试验结果表明,表面修饰石墨烯的最佳添加量为0.003wt%,极压性能测试结果表明,燃油修饰石墨烯添加量为0.003wt%的复合油最大无卡咬负荷(P_B值)较基础油提高了39%。盘销往复式摩擦学试验结果表明,三种石墨烯复合油的减摩抗磨性能较基础油均有提高,其中油酸修饰CVD石墨烯复合燃油的摩擦系数较基础油降低了65%,磨损体积降低了60%。对摩擦副表面能谱分析结果显示,复合燃油摩擦副表面C含量较基础油均有升高,这表明由于石墨烯超薄的片层结构和较大比表面积,使其易于进入摩擦副并吸附沉积在其表面,阻止了摩擦副的直接接触;此外,石墨烯层片间较小的范德瓦尔斯力使其易于剪切,以及石墨烯较低的表面粗糙度和较高的承载能力,使其具有很好的减摩抗磨作用。对基础油与石墨烯复合油进行理化性能测试,结果表明基础油与复合油中的硫含量均满足IMO对低硫燃油的使用要求;各油样的粘度、闪点均符合相应的国家标准;对热值的测试结果显示,复合油中石墨烯的加入不会影响油品的燃烧质量。通过喷油器雾化测试发现,石墨烯添加剂没有影响燃油的雾化效果,因此不会对燃烧造成不良影响。