脱氮二次铝灰（Denitrified secondary aluminum dross,DSAD）是二次铝灰经过水洗脱盐、脱氮后所得的固体粉末,其主要物相是氧化铝、氢氧化铝、镁铝尖晶石。丰富的铝元素含量表明其具有作为铝源,用于生产铝酸盐水泥、高铝耐火材料、含铝催化剂或催化载体等高附加值产品的巨大潜力。基于环氧树脂（Epoxy resin,EP）和酸酐固化剂的混合液与DSAD之间具有很好的润湿性,本文将DSAD作为脆性的环氧树脂的增强颗粒,制成DSAD-EP（Denitrified secondary aluminum dross-Epoxy resin）复合材料,以改善环氧树脂的机械性能。本文的主要工作将包含以下三个方面。（1）物相与化学分析表明,DSAD主要由氧化铝、镁铝尖晶石组成。DSAD与环氧树脂混合液的润湿性能测试表明,两者复合可以获得基体相-增强颗粒界面结合优异的复合材料,这可能与环氧预聚体中的环氧基团可以与DSAD表面的羟基通过氢键键合有关。通过静置将高DSAD填充量的环氧树脂混合液在重力方向上进行沉降。而后通过加热固化,将其制成在重力方向上具有一定性能梯度的复合材料。复合材料的分段表征结果表明,所制样品重力方向上的密度、拉伸性能、硬度值呈现出相似的变化规律。梯度方向上0～2mm的范围内具有最大的平均密度（1.42 g/cm~3）。2～4 mm区域表现出最高的拉伸强度（75.7 MPa）、断裂伸长率（10.2%）、断裂韧性（3.75 MPa）与较高的杨氏模量（2.31 GPa）。复合材料的高填充区域由于产生跨颗粒断裂,而呈现出低的拉伸性能。低填充区域通过剪切屈服、裂纹挠度、颗粒拔出与微裂纹等机制实现材料增韧,从而改善环氧基体的脆性。硬度测试结果表明,高DSAD填充量的复合材料区域表现出更高的硬度。动态热分析表明,高填充量（>20 wt.%）可以有效地提高复合材料的储能模量。（2）复合材料高填充面的摩擦磨损测试表明,DSAD的填充可以有效提高复合材料的摩擦学性能,具体表现为耐磨性能的提高与摩擦稳定性的提升。通过对不同样品的测试结果进行对比,可以发现加大DSAD的填充量与提高制备时DSAD的沉降系数都可以进一步强化DSAD填充对环氧基体所带来的摩擦学性能的提高。DSAD的填充可以将纯环氧树脂的疲劳磨损与粘着磨损转化为复合材料的磨粒磨损,来强化环氧基体的摩擦学性能。离心方法的应用可以在样品的摩擦面上沉积一层致密的DSAD颗粒层,来提高基体的耐磨性。较前者而言,通过离心提高制备时DSAD沉降系数的方法的强化效果更为显著。（3）通过使用Voronoi单元法建立随机取向的DSAD弥散模型,采用有限元软件Solid Works 2018进行热力耦合计算对复合材料的导热系数进行预测,获得温度场、力场数据。孔隙对复合材料热学性能影响的数值模拟结果表明,与基体内的残余微孔相比,界面孔隙对导热性的阻碍作用更大。热应力与热应变模拟表明,高填充比的DSAD-EP复合材料具有更低的热应力与热应变。