铝作为一种常用的金属材料,在工业生产中发挥着重要作用,但由于其质地较软,在某些场合达不到使用要求,而采用铝基复合材料则能弥补其缺陷,因而,近年来,铝基复合材料成为各国研究的焦点。增强铝基复合材料是由铝合金基体和高性能增强体复合而成的一种高技术新材料,具有密度小,比刚度高,比强度高,热稳定性好,膨胀系数低,抗磨性能好,耐腐蚀性强,易于加工成型,利于回收等诸多优点,成为汽车工业及航空航天领域重点关注研究的材料之一。　　 而铝基复合材料在摩擦磨损领域的表现,也是决定其应用领域和范围的重要方面。摩擦磨损不仅会造成大量的能量消耗,同时也是导致零部件失效的主要原因之一。如果材料不能具备较好的耐磨性能,则在某些周期性磨损运动中更易于变形失效,从而限制了其作用范围。　　 本文对SiCp/Al复合材料的摩擦学特性及其分形进行重点研究。采用粉末冶金法制备SiCp/Al复合材料。对研磨到满足要求目数的铝基粉末和SiCp陶瓷粉末,采用冷压烧结+热挤压的制造工艺。在将金属和陶瓷颗粒混合均匀后,先采用300MPa压力,保压5分钟的冷压压制工艺,以使材料初步成型,然后采用在913K温度下保温4小时的烧结工艺,使其成为具有较高强度和几何形状的初步成品,再采用在735K下按挤压比10:1.的热挤压工艺以进一步提高其性能。制备出Al-1.5SiCp(130nm),Al-5SiCp(130nm),Al-1.5SiCp(14μm),Al-5SiCp(14μm)四种增强基含量和颗粒度各不相同的金属陶瓷复合材料,同时以纯铝作为对比材料进行试验。　　 由于材料的硬度,特别是表面硬度是抵抗磨损的很重要的因素,因此对五种材料进行硬度测试以考察其硬度值,也从一个侧面反映了其抗磨损能力.经过硬度试验发现,SiCp材料的含量和颗粒直径对复合材料的硬度改变明显,颗粒直径在微米级别且含量较高的Al-5SiCp(14μm)复合材料的硬度值最高,强化作用明显。　　 在随后进行的磨损实验,更直观的反映了材料在摩擦中的磨损量的大小。测试时间分别为4h,12h,24h,下试样对偶件采用40Cr调质钢制成,尺寸为带Φ16mm内孔的40 mmx10nm圆环,其热处理后的硬度为295HV,转速为400 r/min,采用20＃机械油润滑,滴油速度为40～48滴/min,实验载荷为150N,磨损后的试样用丙酮溶液清洗后,用MA110型电子分析天平称重,重量差与实际密度相除得到磨损体积损失,为便于比较,以磨损体积损失评价耐磨性能。通过实验发现,陶瓷增强基颗粒直径在微米级别的复合材料其磨损量更小,特别是Al-5SiCp(14μm)复合材料由于其结构更致密,金属基和增强基结合更好,既减小了材料粒子之间的间隙和气孔,又起到了硬度强化的作用,同时,在磨损过程中,硬度较高磨损较慢的陶瓷颗粒会在复合材料表面形成颗粒凸起物,承受了压力和磨损,减少了基体铝与下试件的接触,既防止了质地较软的基体铝的较快磨损又阻止了金属铝与下试件铁材料的粘着现象,抑制了粘着磨损的发生,从而起到了较好的增强效果。　　 本文还采用了非接触光学轮廓仪,观察分析试样磨损表面三维形貌,直观了解材料表面的平整度。并采用德国产便携式双触针表面粗糙度测量仪(erthometers3p)测量试样的表面粗糙度,引入分形理论,对测得的数据进行分形研究竟,发现分形维数D能够反映材料表面的粗糙度,材料的磨损量越大,其分形维数越大,因而可以通过分形维数来判断磨损量,从而得到材料的磨损性能。从而也证明了采用分形理论建立模型对于量化分析摩擦磨损行为具有积极意义。