摩擦和磨损在日常生活和各种工业应用中随处可见,摩擦引起的磨损会导致包括表面损坏以及设备性能和可靠性的下降在内的各种问题。润滑是控制摩擦和减少磨损的最有效方法,引入润滑剂添加剂是提高性能的有效方法,虽然添加剂所占的比例较少,但是在赋予新特性和弥补润滑油的缺点方面起着关键作用。纳米润滑材料中六方氮化硼(h-BN)具有超平整的表面,其原子剪切面的低强度可以在摩擦过程中提供低摩擦力,加上优异的机械强度,高化学惰性和热稳定性使h-BN有望作为一种新型的纳米添加剂。本文围绕面向润滑油应用的2D BN纳米润滑材料的制备及其摩擦学性能展开研究。论文主要研究涉及以下几个方面:(1)通过Na/K碱液水热法和草酸热膨胀法剥离工艺制备BNNSs纳米片,通过一系列表征确定碱液水热法所得的纳米片的尺寸在200-500 nm厚度在1-3层,并在基础油中有较好的分散稳定性。草酸热膨胀法所得的纳米片的尺寸在100-200nm厚度在3-5 nm,产率约为13.6%,与粉体h-BN相比在乙醇和基础油中有更好的分散性和稳定性。对两种方法所得的纳米片关于摩擦性能的测试中发现,碱液水热和草酸热膨胀所得BNNSs在0.06 wt.%的添加量时表现出优于基础油的摩擦学性能,平均摩擦系数和平均磨痕直径分别比基础油低35.7%和35.2%,45%和 51.3%。(2)通过微波液氮组合剥离工艺完成了对BNNSs的高效的物理剥离,在微波液氮的共同作用下得到了厚度在2-6 nm(3-12层)平均尺寸在200 nm的纳米片。此外,纳米片在乙醇溶液中可以达到0.565 mg/ml的稳定分散,组合剥离工艺的收率约为7.91%。通过对所得的纳米片的摩擦性能进行测试发现,0.08 wt.%添加量的BNNSs在润滑脂中的摩擦性能优于基础润滑脂,平均摩擦系数和平均磨损体积分别比基础润滑脂降低了 20.10%和55.8%。(3)通过水热辅助剥离h-BN和WS2成功地制备了二维纳米结构h-BN/WS2异质结,制备的异质结的形貌和结构通过一系列表征确定。提出了所制备异质结的形成机理。所制备的h-BN/WS2异质结作为润滑脂添加剂,摩擦系数和磨损率比润滑脂降低了 33.9%和45.9%。另外,在摩擦学测试过程中发现某些间隔运行阶段摩擦系数接近0.01,有望实现超润滑。(4)对创新制备方法进行了放大实验。基于对放大试验中纳米片的形貌,质量和产率等重要指标与小试试验进行对比探究,进行2D BN制备工艺的可行性分析。