为解决离子液体与基础油相容性差、高温易氧化变质、对金属基底造成腐蚀等问题，本论文利用离子液体分子结构的可设计性合成了与基础油相容性好、极压抗磨性能优异以及耐高温抗腐蚀等一系列功能化离子液体，并考察了它们作为润滑剂或润滑添加剂的摩擦学性能，探讨了其润滑机理。具体研究内容如下：

    1.合成了具有较长烷基链和较高分子结构对称性的季铵盐类油溶性离子液体[Dp(3-Pr)La3N][DOSS]与[Dp(3-Pr)La3N][LATS]，并研究了其作为PAO10添加剂在不同质量浓度时对钢/钢摩擦副的摩擦学性能的影响。实验结果表明，该类离子液体具有良好的油溶性并显著提高了基础油的减摩抗磨性能。通过XPS、QCM、外加电场以及等离子体处理等进一步研究了该类离子液体的界面吸附特性及与其相关的润滑机制。

    2.针对轻合金难以润滑的问题，设计合成了两种季膦盐类油溶性离子液体P₈₈₈₁₆DOSS、P_888PDOSS，研究了它们作为500SN添加剂对钢/铝、钢/镁摩擦副的摩擦学性能的影响。实验结果表明，该类离子液体在较低浓度、较大载荷以及较宽的频率和温度范围内对镁合金和铝合金均表现出良好的减摩抗磨性能。通过接触电阻、EDS、XPS、飞行时间二次离子质谱等表面测试方法研究阐述了该类离子液体的润滑机制。

    3.将P、S等元素引入到离子液体的分子结构中，设计合成了N₈₈₈₁₆S_P、P_888SS_P两种油溶性离子液体，研究了它们作为PAO10添加剂的摩擦学性能。与传统润滑添加剂ZDDP相比，该类离子液体对钢/钢摩擦副具有优异的极压抗磨性能和良好的抗腐蚀性能。通过XPS、EDS进一步探讨了该类离子液体的润滑机制。

    4.设计合成了一系列耐高温的胍盐类离子液体，考察了它们在不同温度下对Si₃N₄/钢摩擦副的润滑性能。实验结果表明，与传统的离子液体LF106和润滑剂PFPE相比，该类离子液体从室温到300 ℃范围内对Si3N4/钢摩擦副均具有良好的减摩抗磨性能。腐蚀实验结果表明，该类离子液体具有更好的抗腐蚀和耐高温性能。通过XPS、电化学以及QCM进一步考察了该类离子液体的润滑机制。