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三维网络金属基复合材料是将基体金属和其他组元注入到连续的三维网状结构增强相中形成的一种功能复合材料,其基体与增强相之间互相连通与贯穿,交错的组织加强了三维网络金属基复合材料抵抗各种破坏形式的能力,此外,材料还同时保留了基体和增强相两者的优点,从而使其具备成为新一代摩擦材料的潜质。三维网络铁作为三维网络金属中的典型代表,与其他三维网络金属材料相比具有价格便宜、抗压强度较高、加工性好等特点,但其为增强相的相关研究还非常有限。本文将以不同形态的铁(铁颗粒和三维网络铁)为主要增强相,以燃烧合成法自制的三元层状陶瓷Ti2Al C为辅助增强相,以摩擦材料常用的金属铜为基体,加以石墨和铬分别作为润滑组元和摩擦组元制备铜基粉末冶金摩擦材料,研究其组织结构、物理-力学性能及摩擦磨损行为等。主要开展以下几方面工作:首先确定35vol%为最佳粉末装载量,所用粘结剂组成为79wt%石蜡+10wt%聚乙烯-醋酸乙烯酯+10wt%低密度聚乙烯+1wt%硬脂酸。采用分段缓慢加热至550°C的方法对三维网络铁/铜摩擦材料生坯进行脱脂。利用热压烧结工艺制备铜基粉末冶金摩擦材料。在950°C制备了不同铁含量和Ti2Al C含量的铜基摩擦材料,铁和Ti2Al C的质量百分含量分别为20%~35%和1%~7%。在对材料组织结构、物理-力学性能及摩擦磨损行为等的研究中发现,不同形态的铁均固溶在铜中形成了Fe Cu4。随着Ti2Al C含量的增加,铁/铜摩擦材料的相对密度、硬度和强度逐渐降低,而三维网络铁/铜摩擦材料变化相反。三维网络铁/铜摩擦材料的强度低于相同配比的铁/铜摩擦材料。两种材料的摩擦系数和磨损率总体变化规律均为低速时高,高速时低。相比于铁/铜摩擦材料,三维网络铁/铜摩擦材料摩擦过程更平稳,摩擦系数和磨损率的波动程度更小。Ti2Al C的加入提高了铜基摩擦材料在不同速度下摩擦系数的稳定性,并对三维网络铁/铜摩擦材料的影响更大。添加了Ti2Al C的铜基摩擦材料磨损率与强度呈正相关。