随着科学技术的迅速发展,对摩擦材料性能提出越来越高的要求。传统的摩擦材料已不能满足实际需要。因此,研究开发具有优异综合性能的新型摩擦材料是十分重要而又迫切的。Al₂O₃是一种有着许多优良性能的重要特种陶瓷,在许多领域得到了广泛的应用。Al₂O₃陶瓷及其复合材料具有密度低、强度高、耐磨性及化学稳定性高,高温下摩擦系数稳定等性能,在摩擦材料领域有着极大的应用潜力。本研究以来源丰富、价格低廉的Al₂O₃为基体,通过添加助烧剂和钛酸钾晶须,在低温下烧结得到了氧化铝基陶瓷摩擦材料。利用正交试验设计得到了材料制备的最优化工艺。采用MM-200型磨损试验机,就不同配比和不同烧结条件对氧化铝基陶瓷摩擦材料的摩擦行为与机理影响进行了较系统的研究,并结合多种分析手段,分析讨论了氧化铝基陶瓷摩擦材料的显微结构和性能。为氧化铝基陶瓷摩擦材料的应用提供了实验参考。结果表明,钛酸钾晶须的最佳加入量为10wt%,烧结温度越高,烧结压力越大,材料的性能越好,保温时间应适当。材料的最优化制备工艺为:烧结温度1300℃,烧结压力10kN,保温时间1h。此条件下制得的试样综合性能最优。钛酸钾晶须的加入使复合材料具有较好的力学性能。材料断裂时为沿晶穿晶混合断裂模式,钛酸钾晶须的存在使裂纹发生偏转、钉扎等现象,导致裂纹扩展受阻,这是复合材料力学性能提高的重要原因。陶瓷基摩擦材料的磨损机理主要为沿晶或穿晶断裂时的晶粒脱落。在摩擦过程中,由于外力作用,材料的气孔周围会产生较大的应力集中而容易导致裂纹的产生与扩展,从而使材料产生剥落磨损。