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航天航空领域以及空间技术对材料的要求日益严格,许多极端工况超出了液体润滑油脂的承受范围,因此固体润滑材料便应运而生。本文采用固相反应法制备了具有MAX结构的三元层状化合物Cr2AlC,并添加到镍铬合金基体中。采用放电等离子烧结法（SPS）制备了三种Ni基高温自润滑复合材料,其中Cr2AlC的含量分别为10wt.%、20wt.%、30wt.%。分别采用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、维氏硬度仪、高温摩擦磨损试验机等测试手段,考察了复合材料的物相组成、组织形貌、表面元素构成、磨损表面形貌与成分、硬度及摩擦学性能。分析了三元层状化合物Cr2AlC合成机理,系统地研究了固体润滑剂含量及温度对复合材料的微观组织结构、力学性能和高温摩擦学性能的影响,探讨了复合材料在广域温度下的自润滑机理。利用固相反应法制备三元层状化合物Cr2AlC,由于原料粉体熔点及饱和蒸汽压不同,计算并选择了适当比例进行合成。采用XRD分析产物相组成,确定Cr:Al:C=2:1.2:1的原料摩尔比,并合成了纯度高、粒径小的Cr2AlC。根据三元相图以及合成路径,探究了Cr2AlC合成中原材料组分对产物的影响机理。放电等离子烧结得到的复合材料中Cr2AlC能保持层状结构。复合材料致密度高,复合材料的密度随固体润滑剂含量增加而降低,材料的维氏硬度随Cr2AlC含量的增加而增加。当添加固体润滑剂的含量为20wt.%时,复合材料的摩擦学性能达到最好,在测试温度下的磨损率均低于5.0×10-5 mm3/Nm;400℃及600℃下,摩擦系数仅为0.3,摩擦过程十分稳定。室温及200℃下复合材料发生轻微氧化,产物为NiO、Cr2O3、Al2O3,氧化层脆性高,摩擦过程中伴随着剥离,因此摩擦系数较高且摩擦过程波动较大。磨损机理为脆性断裂和剥层磨损。200℃下氧化膜与磨损表面的结合力高,磨损率降低。室温下对磨球表面不平整。在400℃、600℃高温下,复合材料表面氧化严重,氧化膜的成分为NiO、Cr2O3、Al2O3以及具有良好润滑性能的NiCr2O4。同时在高温软化作用下,磨屑“釉化”形成覆盖性好、连续的润滑膜,能够显著降低摩擦系数及摩擦过程的波动。对磨球表面光滑、平整。当Cr2AlC含量过高,会引入过多CrxCy硬质相,这会导致前期磨合期时波动很大,影响稳定性,因此要合理控制Cr2AlC的含量。