由于水基润滑具有低污染、低能耗等显著优势,目前已逐渐替代传统油基润滑,成为工业润滑体系的最佳选择。然而,限制水基润滑技术发展的主要原因是传统添加剂的减摩抗磨性能不足和水基润滑液成膜能力差。课题主要针对添加剂的减摩抗磨性能不足问题,利用液相剥离理论剥离膨胀石墨制备石墨烯水性分散液,研究纯水中石墨烯的剥离与分散机理,并将石墨烯应用在纳尺度水基润滑理论中,探究石墨烯作为水基润滑纳米添加剂对其减摩抗磨性能的影响。课题一方面为工业应用中实现可规模化制备石墨烯提供了一定思路,另一方面为纳尺度下水基润滑应用研究方向做了一定的探索工作。本文主要研究内容如下:1.经过透光率法、体积沉降法、Zeta电位检测及SEM、AFM、Raman表征分散液中石墨烯的分散稳定性和层数,实验证明:0.1wt%（十二烷基苯磺酸钠（SDBS）:三聚氰胺（Melamine）=1:1）、0.5wt%SDBS、0.3wt%十八烷基三甲基氯化铵体系（STAC）中石墨烯剥离效果显著,分散稳定性良好。其中,0.1wt%（SDBS:Melamine=1:1）体系中的石墨烯平均层数约21层,25±2.5℃静置22天,石墨烯未发生沉降现象;0.3wt%STAC体系中剥离出石墨烯的平均层数约14层且存在8层石墨烯纳米片,25±2.5℃静置13天,石墨烯未出现沉降现象。2.根据Amonton定律,用楔形法横向力标定和快速标定理论模型,对横向力标定理论进行了推算,对课题中原子力显微镜（AFM）摩擦力的横向力进行标定,横向力标定系数=1.685/,满足实验精度要求。3.选5种不同分散性的石墨烯水性分散液:0.1wt%（SDBS:Melamine=1:1）、0.5wt%SDBS、0.3wt%CTAB、0.5wt%SDS、0.5wt%PVP体系（其分散性依次减弱）,配成石墨烯水基润滑液,在纳尺度下对干摩擦、纯水润滑液及石墨烯水基润滑液,进行AFM摩擦实验。结果证明:与干摩擦、纯水润滑液相比,在分散性良好的0.1wt%（SDBS:Melamine=1:1）润滑液中,石墨烯纳米片均匀地粘附在AFM探针尖端,避免了探针在扫描过程中因磨损出现的变钝现象,证明在纳尺度摩擦理论中石墨烯具有良好的减摩抗磨效果。进一步实验证明,在0.1wt%（SDBS:Melamine=1:1）润滑液中分散剂与石墨烯为0.2时其润滑性能最佳。证明在纳尺度水基润滑应用研究中石墨烯水基润滑效果与其分散稳定性正相关。