科学技术的发展加快了汽车、火车等交通工具的高速和重载化进程,对制动装置提出更高要求,进而要求作为制动器核心部件的摩擦材料有更高的性能,国内外对摩擦材料进行了广泛的研究,陶瓷基摩擦材料具有密度低、耐磨性好、抗腐蚀能力强等优点,特别是Al2O3陶瓷,有巨大的应用潜力,本文以Al2O3、黏土和钾长石作为复合基体,通过气体保护烧结制备陶瓷基摩擦材料,研究混杂纤维增强陶瓷基摩擦材料的性能,同时建立制动器摩擦制动的几何模型和能量转化模型,对其温度场进行了计算,最后通过台架实验验证。本文的主要研究工作和成果如下：1.以钢纤维作为主要增强体,制备了钢纤维/氧化铝陶瓷纤维混杂增强的陶瓷基摩擦材料,研究了加压烧结和不加压烧结条件下制备出的陶瓷基摩擦材料的性能。研究表明,加压烧结的摩擦材料磨损率远远低于不加压烧结的,加压烧结有助于降低磨损率,2种摩擦材料的摩擦系数基本相同。2.制备了钢纤维/黄铜纤维增强的陶瓷基摩擦材料,对比分析了钢纤维/陶瓷纤维和钢纤维/黄铜纤维增强陶瓷基摩擦材料的性能,结果显示,钢纤维/陶瓷纤维混杂增强的材料力学性能较好,但热衰退严重,钢纤维/黄铜纤维摩擦系数较低且很稳定,在此基础上研究了不同铜纤维含量和不同陶瓷纤维含量对陶瓷基摩擦材料的影响,结果表明,陶瓷纤维对陶瓷基摩擦材料具有提高摩擦系数的作用,而黄铜纤维具有平稳摩擦系数作用。3.在钢纤维/陶瓷纤维和钢纤维/黄铜纤维2种纤维混杂材料的基础上分别加入黄铜纤维和陶瓷纤维制备出钢纤维/陶瓷纤维/黄铜纤维混杂纤维增强的摩擦材料,研究表明,3种纤维混杂增强的陶瓷基摩擦材料摩擦系数更高,磨损率更小；对3种纤维增强的摩擦材料进行了正交实验,得到摩擦磨损性能较优的纤维含量组合。4.研究了盘式制动器摩擦过程中的三维瞬态温度分布情况以及热物性参数对摩擦副摩擦表面温度场的影响,结果表明,盘式制动器在制动过程的高温时刻,高温处在沿盘转动方向与摩擦片滑出的区域；制动盘表面温度从高温度区域沿制动盘转动方向递减,摩擦片表面温度沿盘转动反方向递减；制动过程中制动盘和摩擦片的径向温度最大值在摩擦区域的中部位置,而外径和内径处温度较低,轴向方向由摩擦面表层向内层方向递减；为摩擦材料工作温度的确定、温度检测位置选择和制动器结构设计提供参考。5.增大摩擦片或制动盘的热导率、比热容和密度均可降低摩擦副温度值,但制动盘的导热系数、比热容和密度的变化比摩擦片的这些参数变化对摩擦副高温度的影响大得多,该结果为制动器材料的选择提供理论依据,此外,还研究了台架实验制动过程中陶瓷基摩擦材料摩擦副的温度场,结果表明,实验结果与模拟结果有较好的吻合。本文的研究工作可为开发高性能陶瓷基摩擦材料、摩擦材料所构成摩擦副器件结构设计及其材料选择提供技术指导。