在新能源汽车、风电装备、轨道交通及工业变频电机中应用的滚动轴承在服役过程中受变频驱动和脉宽调制影响，易产生轴电压和轴电流，导致润滑膜击穿，烧伤润滑油脂，并在滚道表面形成微凹坑(electric pitting)、霜化表面(frosting)和“搓衣板”状沟纹(fluting)，进而引起轴承振动噪声与温升升高，甚至早期失效。发展兼具减摩抗磨、导电泄荷和抗电蚀能力的新型导电润滑脂，是提升电机轴承可靠性的一种重要途径。

近年来，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室高端装备润滑课题组围绕电机轴承抗电蚀润滑脂的设计制备与性能调控开展了系统研究，在二维材料基导电润滑添加剂和功能化稠化体系方面取得系列进展。

研究人员设计制备了离子液体接枝Ti₃C₂T_x@1T-MoS₂核壳结构添加剂。该材料以少层Ti₃C₂T_x MXene为导电核心，以垂直生长的1T-MoS₂纳米片为低剪切润滑壳层，并通过DL-硫辛酸基离子液体进行共价接枝，提高了1T-MoS₂的结构稳定性和油脂界面相容性。其中，0.5-1.0 wt% f-TMS润滑脂在SRV边界润滑试验条件下表现出快速磨合和稳定低摩擦特性，摩擦系数约为0.10，磨损体积较基础聚脲脂降低84.8%；同时，润滑脂电阻率降低四个数量级以上。在14 V交流轴承电蚀试验中，1.0 wt%体系可有效抑制搓板状电蚀条纹形成，并将振动加速度降低至约1.41 mm·s^-2。研究表明，Ti₃C₂T_x@MoS₂-SSIL与金属硫化物、氧化物和氮化物摩擦化学层共同形成“润滑—导电—润滑”复合界面膜，实现了减摩抗磨与电荷耗散的协同作用。该研究工作以“Conductive greases enabled by ionic-liquid-grafted Ti₃C₂T_x@1T-MoS₂ for electrical-erosion suppression”为题发表在Chemical Engineering Journal（2026, 534, 175253）上。

图1.离子液体接枝Ti₃C₂T_x@1T-MoS₂核壳添加剂的构筑及其微观结构表征

图2.Ti₃C₂T_x@MoS₂-SSIL导电润滑脂抑制轴承电蚀的作用机制

作为二维材料与离子液体协同设计思路的补充，研究构筑了氨基离子液体功能化石墨烯复合添加剂rGOIL。该材料将石墨烯的高导电性和层状润滑特性与离子液体的界面吸附、边界成膜和摩擦化学反应能力相结合，改善了石墨烯在聚脲润滑脂中的分散稳定性。该研究进一步证明，二维导电材料与离子液体复合可有效调控带电摩擦界面的导电、润滑和成膜行为。该研究工作以“Amino-ionic liquid functionalized graphene: A dual-purpose additive for lubrication and electrical erosion resistance”为题发表在Carbon（2026, 246, 120868）上。

图3.离子液体功能化石墨烯导电润滑脂的轴承电蚀防护性能

为进一步突破传统外加导电添加剂与润滑脂稠化剂相互独立、易分散不均和结构稳定性不足的问题，研究人员提出了Ti₃C₂T_x络合聚脲稠化体系设计策略。通过微界面反应构筑Ti₃C₂T_x基共晶氢键稠化结构，使二维导电材料参与聚脲稠化网络构建，实现了导电组分与稠化结构的一体化耦合。该体系能促进稠化剂和Ti₃C₂T_x纳米片在摩擦界面的协同释放，提高润滑膜厚度，并降低接触电阻。可使磨损体积降低91%，并有效缓解轴承电蚀损伤。该研究工作以“Design of a hydrogen-bonded eutectic polyurea grease complexed with Ti₃C₂T_x: Tribological and electrical erosion resistance”为题发表在Tribology International（2026, 214, 111318）上。

图4.Ti₃C₂T_x络合聚脲稠化体系的构筑示意、润滑抗电蚀效果及润滑膜厚度分析

上述研究从多级二维导电润滑添加剂设计出发，进一步发展到二维材料/离子液体复合界面调控和功能化稠化体系构筑，为电机轴承抗电蚀导电润滑脂的正向设计提供了新的材料方案和理论依据。此外，伴随新型导电功能材料的测试，在润滑油脂电学性能评价、动态润滑膜击穿电压测试方法、电负荷下球盘滑滚模拟评价系统、高速轴承电腐蚀台架等平台建设方面也取得良好进展。兰州化物所博士生代波为论文第一作者，刘维民院士和王晓波研究员为共同通讯作者。

相关工作得到了甘肃省首席科学家负责制项目、中国科学院青年引才计划、甘肃省科技重大专项-科技领军人才等项目的支持。