碳/金属复合材料以其优越的机械强度、导电、导热及自润滑性而广泛应用在航空航天、轨道交通及机械制造等领域。目前,碳/金属复合材料主要有碳/铜复合材料和碳/铝复合材料。受电弓滑板作为高速列车供电系统的关键集电元件,其良好的服役性能是保障列车安全稳定运行的根本。随着列车速度的提升,电流传输密度加大,弓网匹配日益复杂,对受电弓滑板材料的性能要求越来越高。然而,对于目前受电弓滑板普遍采用的碳/铜复合材料,碳、铜的天然不润湿引起碳/铜界面结合差,不仅制约了复合材料的机械、电气综合性能,还增加了滑板制作的难度和成本。因此,亟需开发一种综合性能优异、制备工艺简单、成本低廉的受电弓滑板材料,以满足高速铁路的发展需求。碳/铝复合材料兼具铝的高导电性、轻量化和石墨的自润滑性,在轨道交通领域有望成为一种理想的滑动电接触材料。因此,本文对碳/铝复合材料的界面改性、机械电气性能及动态服役性能展开了研究。本文针对碳/铝复合材料界面改性的研究,搭建了动态高温接触角测试平台,系统研究了硅含量对碳/铝接触角、界面反应层的影响,发现硅元素的引入可使碳/铝接触角从91°降低至41°、界面结合方式由C-Al4C3-Al结合转变为C-Si C-Al Si结合。基于硅元素对碳/铝接触角的改性结果,利用压力浸渍法研制了不同硅含量改性的碳/铝复合材料,分析了碳/铝复合材料的密度、增重率、电导率、抗压强度、抗折强度的变化规律,相比硅元素改性前后的碳/铝复合材料,抗压强度、抗折强度分别提升70%、52%,电导率提升79%。为评价碳/铝复合材料的动态服役性能,基于载流摩擦实验、电弧烧蚀试验、热震损伤试验,研究了试验电流大小对碳/铝复合材料的磨损率、电弧烧蚀量的影响,揭示了硅元素改性碳/铝复合材料的摩擦磨损机制,分析了硅含量对碳/铝复合材料抗电弧烧蚀特性的影响,比较了不同硅含量改性碳/铝复合材料热震试验前后力学、电学性能的变化差异,发现硅含量为12wt.%时,碳/铝复合材料的动态服役性能最佳。该研究有助于实现弓网系统的装备轻量化,为开发满足高速、重载铁路需求的高性能受电弓滑板材料提供理论支持和数据参考。