石墨烯超高的硬度和杨氏模量、化学惰性与结构稳定性、以及其层间低的剪切力,使其成为应用前景广阔的新型高效润滑材料。但其超薄的厚度,宏观样品中存在不可避免的缺陷和晶粒边界,在较大载荷下的抗磨损性能有待提高。无机氧化物纳米颗粒因尺寸小,机械性能优良,作为添加剂表现出了卓越的润滑性和抗磨性。因此,本论文从液体润滑和固体润滑两方面着手,将石墨烯与无机纳米材料复合,通过协同增强作用实现摩擦学性能的提高。主要研究内容如下:1.利用一步水热法制备了二氧化锆-还原氧化石墨烯(Zr O2-r GO)纳米复合材料,通过调节前驱体比例实现Zr O2纳米颗粒在r GO表面的均匀负载,并探讨了二者的结合机理;通过对复合材料在基础油中的分散稳定性和润滑油摩擦学性能研究发现,Zr O2的负载提高了石墨烯在基础油中的分散稳定性,使润滑油表现出优异的摩擦学性能,即添加了复合物浓度为0.06 wt.%的润滑油,其平均摩擦系数值低于基础油的1/2,磨损率为基础油的6.4%,以及具有高的承载能力(高达450 N);且通过与不同种添加剂对比,探讨了其摩擦学性能的差异和摩擦学机理。2.以聚多巴胺为还原剂和连接层,利用自组装技术和表面溶胶-凝胶过程,在单晶硅表面构筑了二氧化钛-还原氧化石墨烯(Ti O2-r GO)复合薄膜,该方法简单易行,温和节能。对其微观结构和摩擦学性能研究表明:复合薄膜具有优异的表面形貌,减摩抗磨性能,以及高的承载负荷能力,即相较于r GO和硅基底,其在1 N下的耐磨寿命是r GO的2.4倍,0.5 N下的平均摩擦系数仅为硅基底的1/5;且通过与不同种薄膜对比,探讨了其抗磨损性能的差异和摩擦学机理,认为滑动效应、剥离转移及沉积修复可能是决定其优异摩擦学性能的主要原因。