制动摩擦材料是汽车制动系统中关键性部件材料,其性能的好坏直接影响着汽车运行的安全性、稳定性、舒适性等,增强纤维作为制动摩擦材料中的重要组分,对摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能起着决定性的作用。现阶段常见的增强纤维包括金属纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等,虽然在一定程度上提高了材料的摩擦性能,但是在环保性、成本控制上存在一定的不足,而天然植物纤维具有绿色环保、价廉质轻、比强度和比模量高等优良特性,其在制动摩擦材料中的应用已经成为研究热点之一。玉米秸秆是典型的天然植物纤维,在我国玉米主产区吉林省,传统的秸秆处理方式如还田、饲料化、焚烧等,资源利用率有限且易造成环境污染。因此,本文针对汽车工业发展与生物质资源高效利用的双重需求,围绕着玉米秸秆纤维增强树脂基制动摩擦材料开展了一系列的研究,主要研究工作与创新成果如下:（1）玉米秸秆纤维增强制动摩擦材料可行性研究。对废弃玉米秸秆进行纤维提取及改性处理,制备了玉米秸秆纤维增强树脂基摩擦材料,并考察了纤维含量对摩擦材料的物理机械性能、摩擦磨损性能、磨损表面微观形貌的影响。结果表明,适量加入玉米秸秆纤维不仅可以提高摩擦材料的冲击强度和剪切强度,同时还能够改善材料的摩擦稳定性和耐磨性。当玉米秸秆纤维含量为6 wt.%时,摩擦材料表现出最佳的综合性能,其衰退率为7.8%,恢复率为106.5%,总磨损率为1.763×10^-7 cm³（N·m）^-1,相较于未添加秸秆纤维的试样,这三项性能分别提升了约45.5%、13.8%和37.3%。磨损表面微观形貌分析结果表明,玉米秸秆纤维的加入能够不同程度地减轻摩擦材料的磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损,并且有利于促进磨损表面上次要接触区的形成。（2）过腹秸秆纤维增强制动摩擦材料可行性研究。针对同样作为典型生物质资源的过腹秸秆进行增强摩擦材料制备,并且对比分析了过腹秸秆纤维和玉米秸秆纤维对摩擦材料性能的影响。结果表明,适量加入过腹秸秆纤维同样可以改善摩擦材料的物理机械性能和摩擦磨损性能,含有6 wt.%过腹秸秆纤维的摩擦材料具有最佳的摩擦稳定性和耐磨性,其衰退率为6.9%,恢复率为107.7%,总磨损率为1.616×10^-7 cm³（N·m）^-1;进一步对比发现,在纤维添加量相同的条件下,过腹秸秆纤维对上述性能指标的改善程度要优于玉米秸秆纤维,尤其是与玉米秸秆纤维增强试样相比,过腹秸秆纤维增强试样的抗热衰退性能和耐磨损性能最高分别提升了约28.7%和16.9%。磨损表面微观形貌分析结果表明,过腹秸秆纤维和基体材料的界面结合性更好,并且更有利于次要接触区的形成和稳定,过腹秸秆纤维相较于玉米秸秆纤维具有更优异的增强效果。（3）秸秆纤维组分对制动摩擦材料摩擦磨损行为的影响规律研究。鉴于玉米秸秆纤维和过腹秸秆纤维增强效果的差异,探究了秸秆纤维组分对树脂基摩擦材料的物理机械行为和摩擦磨损行为的影响规律,从而着重分析出过腹秸秆纤维具有相对更优的提升摩擦材料摩擦学性能的原因。结果表明,综纤维素和木质素含量的变化会影响摩擦材料的摩擦磨损性能,适当降低玉米秸秆纤维中木质素含量、提高综纤维素含量,不仅可以有效提高摩擦材料的抗热衰退性能和恢复性能,同时还有利于改善材料的耐磨损性能。纤维中木质素含量为6.7%、综纤维素含量为72.7%的摩擦材料具有最优的摩擦稳定性和耐磨性,与原玉米秸秆纤维增强试样相比,衰退率、恢复率和总磨损率性能指标分别提高了约46.9%、10.4%和10.8%;进一步分析表明,玉米秸秆纤维组分对纤维-基体界面结合性以及次要接触区的形成均有重要影响,在一定范围内随着纤维中木质素组分的逐渐减少,综纤维素组分的逐渐增多,纤维与树脂基体之间的界面结合性能得到有效改善,此外,木质素含量的适当降低还会提高次要接触区的形成稳定性,进而有利于提升摩擦材料的摩擦和磨损性能。（4）玉米秸秆仿生发酵方法及其制动摩擦材料试验设计优化。根据过腹秸秆纤维形成原理和纤维组分含量对摩擦材料性能的影响规律,设计体外仿生发酵方案实现对玉米秸秆纤维的精确改性。首先依据牛胃消化系统特性,在厌氧条件下从牛瘤胃液中筛选、分离、驯化降解木质素的菌株,实现了对玉米秸秆纤维的仿生发酵处理;进一步考察了发酵温度、pH值以及料液比对纤维增强摩擦材料摩擦磨损性能的影响,通过响应曲面法优化出最佳的发酵处理方案,确定最优发酵试验参数为:温度=38.8℃、pH值=6.3、料液比=1:47 g/mL。在此条件下,仿生发酵纤维增强摩擦材料的衰退率为6.1%,恢复率为110.9%,总磨损率为1.521×10^-7 cm³（N·m）^-1,其综合性能优于过腹秸秆纤维增强摩擦材料。最后通过SEM试验观察仿生发酵秸秆纤维及其摩擦材料形貌,结果表明与过腹秸秆纤维相比,仿生发酵纤维表面出现了明显的粗糙褶皱结构,纤维表面与树脂基体之间的界面结合性更好,同时试样表面所形成的次要接触区尺寸相对更大,进而提高了树脂基摩擦材料的摩擦稳定性及耐磨损性能。（5）仿生发酵秸秆纤维增强制动摩擦材料台架试验验证。通过缩比台架试验与惯性台架试验共同检测仿生发酵秸秆纤维增强制动摩擦材料的摩擦性能,模拟实际工况下压力、速度、温度等因素对摩擦材料摩擦性能的影响,同时针对试验结果进行双变量显著性检验,建立摩擦因数检验模型。研究表明缩比台架试验与惯性台架试验结果满足高度相似关系,测试全程缩比试样与实际摩擦衬片摩擦因数的变化趋势相同,在低能量、中能量、高能量相关测试中均维持了稳定的摩擦性能,其余辅助指标主轴转速、减速度、制动时间等均保持稳定状态,试验数据具有较好的一致性和可比性。在初始特性测试、速度相关测试、压力相关测试、温度相关测试、最终性能测试等步骤,摩擦因数始终优于国标性能。最终性能试验结果表明,摩擦材料缩比台架试验的平均摩擦因数为0.341,惯性台架试验的平均摩擦因数为0.332,均实现了较优异的摩擦性能。