铜基自润滑材料由于其具有优异的润滑性能和耐磨损性能被广泛应用于电子、机械、航空航天等领域。随着科技的进步,对铜基复合材料摩擦学性能提出了更高的要求。铜基自润滑材料由润滑组元、耐磨组元和铜基组成。二维润滑组元是层状结构,在摩擦磨损过程中能形成摩擦膜,从而形成低剪切强度的摩擦界面,具有减摩作用;耐磨组元具有高的硬度和比强度,在摩擦磨损过程起到耐磨作用。同时,壳核结构材料由于具有特殊的结构和组分可调等优点在未来自润滑材料生产中具有潜在的应用价值。因此,本文提出一种将石墨烯润滑组元和氧化铝为耐磨组元组装为壳核结构（Al2O3@GO）的策略,再将该结构引入铜基体制备铜基自润滑材料（记为Cu-Al2O3@RGO）。论文主要研究内容如下:1.氧化铝@石墨烯@铜复合粉末制备工艺研究及表征分析:用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）改性氧化铝纳米粒子表面,再通过搅拌将氧化石墨烯和改性的氧化铝纳米粒子组装为Al2O3@GO壳核结构,最后通过分子级混合法将Al2O3@GO壳核结构与乙酸铜反应合成氧化铝@氧化石墨烯@氧化铜复合粉体并将该复合粉体通入Ar/H2混合气体,450℃反应3小时,还原后获得氧化铝@石墨烯@铜复合粉体（记为Al2O3@RGO@Cu）。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及其能谱仪（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及拉曼光谱（Raman）等手段对改性后的氧化铝、Al2O3@GO壳核结构、氧化铝@氧化石墨烯@氧化铜及氧化铝@还原氧化石墨烯@铜四种粉末进行表征并分析。实验结果表明:用APTES在60℃、90%无水乙醇反应6 h下表面改性后的氧化铝纳米粒子表面修饰效果最好、没有破坏其结构及纳米粒子自团聚尺寸下降,改性工艺最佳。改性后的纳米氧化铝与氧化石墨烯通过化学键结合组装为壳核结构,分散稳定性得到提高。2.将Al2O3@RGO@Cu复合粉末经过冷压和热压烧结制备铜基自润滑材料（记为Cu-Al2O3@RGO）。热压烧结工艺:在900℃烧结温度、保温时间为1 h和2.0 T压力下固相烧结。用同样的方法制备了氧化铝和石墨烯分别以独立相分布于铜基体的铜基复合材料（记为Cu-（Al2O3+RGO））。在10-40 N载荷范围内和200-600 rmp速度范围内对两种铜基复合材料进行摩擦学测试并通过SEM、激光共聚焦（3D测量）显微镜观察和分析两种复合材料磨损形貌,提出了摩擦磨损机理。实验结果表明,氧化铝和石墨烯组装为壳核结构后可以提高铜基复合材料的致密度、硬度并有利于在高载荷和高速条件下磨痕表面形成连续的具有保护性的摩擦层。因此,在10-40 N载荷范围内和200-600 rmp速度范围内干摩擦,Cu-Al2O3@RGO都比Cu-(Al2O3+RGO)复合材料具有更低的摩擦因数和磨损率。证明了Al2O3@RGO壳核结构引入铜基体制备的复合材料具有减摩耐磨的优异性能。该方法制备的铜基自润滑材料对延长工件的使用寿命及工件在高载高速恶劣环境下工作具有巨大的潜在应用价值。