机械设备在各行各业中发挥着至关重要的作用,如何保障设备长期运行的可操作性、安全可靠性和延伸服役时间一直是相关研究和工作人员共同关注的问题。润滑油作为设备运行减摩抗磨的助剂已经有很长的发展历史,但是随着经济社会的不断发展,传统润滑油已经越来越难以满足现代社会的需求。通过向润滑油中添加少量的添加剂就能大幅提升润滑油的基础性能,但是单一的添加剂材料所能提供的性能支撑有限。本文针对这一问题展开了核壳结构材料添加剂的相关研究,并通过一系列分析手段深入研究了核壳材料润滑机理,为核壳结构材料工业化应用提供了理论基础。本文主要研究结论如下:(1)通过对比各尺寸核壳结构润滑油添加剂的摩擦学性能发现,各尺寸核壳材料均能提升润滑剂的摩擦学性能,说明核壳结构主要通过其结构优势产生的协同作用提升润滑剂摩擦学性能;(2)通过对比微米级核壳结构材料的核心颗粒的形状差异,发现球状硬质核心颗粒的摩擦学性能优于介孔状(不规则形状)核心颗粒的摩擦学性能,这主要是因为球状硬质核心颗粒能够在摩擦过程中提供滚动润滑作用,而不规则形状的核心颗粒在载荷作用下易破碎,从而造成更严重的磨粒磨损;(3)各尺寸核壳结构材料均能提升润滑剂的摩擦学性能,但纳米核壳结构材料的提升最为全面,这是因为当尺寸逐渐减小时,在摩擦过程中能够进入摩擦界面的添加剂含量也逐渐增加,大量的核壳材料添加剂能为摩擦副提供更全面的保护;(4)核壳结构添加剂的协同作用主要为:球形硬质核心颗粒在摩擦副之间的滚动润滑作用并且能够为软质壳层提供良好的支撑作用,使软质颗粒能够修复摩擦副更深层的磨损,形成更为致密的摩擦转移膜。当核心颗粒破碎后能够沉积在摩擦副表面进一步修复磨损面;同时,软质壳层易剪切的特点能够提供良好的润滑效果且壳层附着于核心颗粒表面能够保护核心颗粒。