离子液体润滑剂在金属材料领域的研究取得了优异的成果，但其对非金属材料的润滑性能研究较少。另外，传统的离子液体在使用过程中表现出诸多的缺陷，如易腐蚀基底，高温下易氧化，合成成本较高等。针对以上问题，以同时含氮、磷元素的离子液体为切入点，合成了一系列功能化的磷酸酯离子液体和氨基酸离子液体，将其作为陶瓷、聚合物等非金属材料的润滑剂，考察物理化学性质和摩擦学特性，并分析其润滑机理，得到了以下研究结论：

1. 合成了具有不同结构的含氮的磷酸酯类离子液体，烷基咪唑磷酸酯盐和烷基胺磷酸酯盐离子液体，测试了物理化学性质，并将其作为Si₃N₄/Si₃N₄和Si₃N₄/ZrO₂摩擦副的润滑剂，考察摩擦学性能。实验表明这类含氮的磷酸酯类离子液体均具有良好的热稳定性和较高的黏度，对两种摩擦副具备优异的减摩抗磨性能、良好的承载能力和抗腐蚀性，能够适用于高温和高速运行的摩擦工况。进一步分析发现，离子液体的分子结构、物理化学性质以及基底材料的性质都是影响离子液体润滑性能的因素，而且离子液体优异的摩擦学性能是物理吸附作用和摩擦化学反应协同作用的结果，N、P 等活性元素的存在增强了摩擦化学反应膜的作用。

2. 聚四氟乙烯是机械工程应用的重要材料之一，因此将合成的氮磷离子液体作为钢/聚四氟乙烯摩擦副的润滑剂，考察了变频、变载、恒频恒载等运行条件下的摩擦学性能。研究表明在不同条件下离子液体的存在均能明显降低聚四氟乙烯基底的磨损，而且其抗磨性能显著优于基础油。接触角测试结果显示离子液体对基底具有良好的物理吸附作用，XPS分析发现离子液体在摩擦过程中与聚四氟乙烯基底发生了摩擦化学反应，在接触表面生成了一层含C、P、O、N 等元素的高性能高强度边界润滑膜，这使得离子液体在钢/聚四氟乙烯摩擦副上展示出良好的摩擦学性能。

3. 为了发展环境友好型润滑剂，并且控制合成成本，以纯天然绿色材料氨基酸为原料，将其与含P化合物结合，合成了三种具有不同官能团的氨基酸四丁基磷盐离子液体，将其作为Si₃N₄/Si₃N₄、钢/钢摩擦副的润滑剂。实验结果表明此类氨基酸离子液体均能适用于这两种摩擦副的润滑，并具有良好的减摩抗磨性能，羟基和羧基官能团的存在不仅有效增强了离子液体在基底上的物理吸附作用，同时还能与摩擦副发生摩擦化学反应。比较三种离子液体的摩擦学性能发现，只含羧基和只含羟基的两种离子液体减摩性能略低于同时含两个羧基的谷氨酸四丁基磷盐离子液体。