陶瓷轴承,具有耐高温、耐腐蚀、自润滑性好等优点,广泛应用于航空、航天、国防等领域,其主要失效形式为滚动接触疲劳,研究和改善润滑剂的抗疲劳性能是提高轴承滚动接触疲劳寿命的重要途径。随着纳米摩擦学的发展,纳米级固体微粒添加剂表现出优良性能。因此研究纳米级固体微粒添加剂来改善润滑剂的抗疲劳性能具有重要的理论意义和实用价值。本文选用3#通用锂基脂和7014号宽温航空润滑脂作为基础脂,选取纳米金刚石粉和纳米二氧化硅微粒作为添加剂,设计了14种配方。利用威布尔斜率k和额定寿命L10作为评价指标,研究了纳米微粒的用量对陶瓷球/钢副的接触疲劳寿命的影响,得出在所选两种基础脂中添加合适用量的纳米微粒添加剂可以提高陶瓷球的接触疲劳寿命。利用SEM和EDAX,初步揭示了纳米微粒提高陶瓷/钢副滚动接触疲劳的机理。纳米金刚石微粒通过微粒修复作用和镶嵌作用,改善摩擦表面的润滑状态。在摩擦过程中,纳米微粒沉积在摩擦接触区域,填补摩擦损伤部位,起到修复作用,同时阻止裂纹的进一步发展,延长了陶瓷球疲劳寿命。纳米SiO₂的抗疲劳机理是粒子很小且具有大量的羟基,可以在摩擦副间形成吸附薄膜,因而保护了固体表面,提高了润滑脂的耐磨性。SiO₂纳米微粒,在摩擦过程中富集在边界润滑膜内,能够对磨损表面起到修复作用,表现出优良抗磨性能。