近年来,随着碳纳米材料的迅速发展,研制新型的碳纳米润滑添加剂成为摩擦学领域的研究热点之一。其中,微碳球以其完美的球形结构、优异的耐热性和化学稳定性而受到越来越多的重视。本文采用绿色水热合成方法制备得到尺寸统一、呈现完美球形的微碳球,表征了其表面形貌和组成成分,系统探讨了微碳球作为润滑添加剂在水基润滑、石蜡油润滑和全合成机油中的摩擦学性能,通过选择不同的金属基底材料,研究不同摩擦副对微碳球润滑性能的影响。实验取得一定结果,得到以下结论:(1)以葡萄糖为碳源,通过水热法制备得到的微碳球尺寸统一,具有完美的球形结构。红外光谱分析可知,微碳球表面存在含氧官能团,将其作为水基润滑添加剂具有良好的摩擦学性能,同时,通过非离子型表面活性剂Tween-80与微碳球复配后得到的混合水基润滑液具有更加优异的润滑效果。(2)微碳球的润滑作用同样适用于油润滑。在以石蜡油作为润滑介质的体系中,含微碳球的Span-80石蜡油混合润滑液具有优异的减摩抗磨作用。(3)研究表明,对于表面粗糙度较大的铝合金基底,在含Span-80的石蜡油中添加微碳球具有非常优异的摩擦学性能。同时,微碳球并不适用于经过镜面抛光处理后表面粗糙度较小的钛合金基底。(4)对于0W-40全合成机油润滑,无论在不锈钢、铝合金和钛合金基底的润滑过程中,添加微碳球后虽然无法有效降低三种摩擦副之间的摩擦系数,但均可以明显改善基底磨痕形貌,有效减少磨损。(5)微碳球的润滑机理如下:微碳球在表面沉积及基底表面粗糙度的作用下,被旋转的金属盘带入润滑接触区,同时,微碳球在接触区入口处不断的进行堆积和挤压,使其更加容易进入摩擦区域参与润滑,从而在接触界面之间产生物理分离,将滑动摩擦一定程度的转化为滚动摩擦,达到降低摩擦减小磨损的效果。总之,通过简单水热法一步制得的微碳球作为润滑添加剂具有优异的减摩抗磨效果,因此,微碳球有望发展成为一种新型实用的工业润滑添加剂。