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添加剂广泛应用于各种润滑油中,能有效改善润滑油抗磨、减摩等各方面的性能。近年来,纳米材料的出现为润滑油添加剂的发展提供了新的选择,纳米金属的添加可显著提高润滑油的摩擦学性能。由于纳米粒子的形貌很大程度上决定了其性质,因此具有不同形貌的纳米颗粒在润滑油中的抗磨、减摩性能也会有着较大的不同。但是,对于不同形貌纳米颗粒的制备及其作为润滑油添加剂的抗磨、减摩机理尚需进行进一步的研究。本论文综合分析了近年来国内外纳米金属的制备方法,筛选出设备需求简单,反应条件温和、易于工业化的化学还原法为合成路线,结合水热、超声、微波等辅助加热设备,制备出粒径、形貌不同的纳米金属Cu、Ni。分别用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等手段表征,分析了产物的粒径、形貌;利用紫外分光光度计表征并获得了不同形貌纳米Cu、Ni在无水乙醇中的最佳分散工艺;将不同形貌的纳米金属Cu、Ni以最佳分散工艺添加到润滑油中(长城汽油机油SF15W/40),通过沉降实验观察不同形貌纳米粒子在润滑油中的分散稳定性;利用UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机和四球摩擦磨损实验机对添加有不同形貌纳米金属的润滑油进行摩擦磨损性能测试,获得摩擦系数(μ)、极压值(P_B)和磨斑直径(WSD)等相关数据,分析归纳出纳米金属的粒径、形貌对润滑油摩擦学性能的改善规律性;通过M-2000摩擦磨损实验机考察油温对添加有纳米金属的润滑油减摩性能的影响,并分析探索了纳米金属作为润滑油添加剂的抗磨、减摩机理,实验结果表明:(1)利用液相化学还原法,结合均相界面生长法,在修饰剂吐温-85(Tween-85)作用下,通过水热法得到类球形纳米Cu,超声反应得到类球形及多面体,粒径分布范围大的纳米Cu,微波法得到规整的球形纳米Cu。(2)利用液相化学还原法,结合均相界面生长法,在修饰剂Tween-85作用下,通过水热法制备出球形纳米Ni,超声辅助加热得到不规则球形纳米Ni,微波辅助加热制备出长度和直径在一定范围内变化的针状纳米Ni。(3)在分散实验中,利用阴离子表面活性剂油酸对制各的纳米Cu、Ni进行修饰,并将其分散到无水乙醇中。Cu的最佳分散工艺:2wt.%油酸,超声时间15min;Ni的最佳分散工艺:2wt.%油酸,超声时间10min。(4)润滑油的静置沉降实验表明:不同形貌纳米Cu、Ni以0.5wt.%添加量配制润滑油,形貌规整的球形纳米Cu的分散性最佳,类球形的纳米Cu、Ni分散效果次之,形貌不规则的Cu和针状纳米Ni的分散效果稍差。(5)用UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机对所配制的油样进行抗磨、减摩性能的测试。结果表明:形貌规整的球形纳米Cu的减摩性能最佳,摩擦系数降低了45.16%,磨损量降低了72.09%。分析表明形貌规整的球形纳米粒子在摩擦表面起到了“球轴承”的作用,形貌不规则的纳米粒子在摩擦表面仅起到了吸附、沉积的作用,几乎不存在“球轴承”效果,其抗磨、减摩性能次之。(6)通过四球摩擦磨损实验机对球形纳米Cu、Ni及Cu/Ni混合粉体进行极压、抗磨性能测试。结果表明:Cu/Ni混合粉体的极压、抗磨性能最佳,其在重载荷条件下,可能会在摩擦表面发生合金化,有效起到抗磨、减摩的效果,提高了该润滑油的极压性能。(7)通过M-2000摩擦磨损实验机,考察了油温对添加纳米金属的润滑油减摩性能的影响。结果表明:在40℃时,润滑油的减摩性能最佳,随着温度的升高,润滑油的减摩性能逐渐降低。