在油气井高水基、高含砂的特殊工况下,井下工具中滑动轴承工作条件苛刻,容易损坏,导致整个系统的失效。陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐磨性好、耐腐蚀性好、性能稳定等优良性能,在汽车工业、石油钻采、航空航天等领域的应用愈加广泛。贝壳珍珠层具有从宏观到微观的层状结构,具有韧性好、强度高等优点。因此可制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料来用作油气井特征工况下的滑动轴承。鉴于以上原因,本文采用纳米级粉体,利用冷冻铸造法,将陶瓷浆料经定向凝固、冷冻干燥、高温烧结后制备出多孔氧化铝（Al₂O₃）陶瓷坯体。再通过本体聚合方法将聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）经预聚、灌模、聚合、脱模后填充进该多孔陶瓷坯体,制备出具有片层结构的仿生层状Al₂O₃/PMMA复合材料。为了研究所制得的复合材料的力学性能和摩擦学性能,分别进行了断裂韧性和摩擦磨损实验。利用山形切口法（CN法）对复合材料的断裂性能进行了分析。研究了复合材料在不同载荷和转速下的摩擦系数,并利用扫描电镜、三维激光形貌仪分析了摩擦磨损实验后的材料表面,利用所得结果总结了各种因素对摩擦系数和抗磨能力的影响。获得的主要研究成果如下:（1）采用冷冻铸造技术,选用纳米级Al₂O₃粉末,经1650°C的高温烧结4h后,成功制备出了片层结构明显的多孔陶瓷坯体。随着初始固相含量的增加,陶瓷浆料的粘度变大,孔隙尺寸逐渐变小。（2）采用本体聚合方法,将聚合物PMMA填充进多孔陶瓷坯体中,制备出基体陶瓷和增强相聚合物结合良好,层状结构明显的层状Al₂O₃/PMMA复合材料。制备出的复合材料具有较高的断裂韧性。（3）水基钻井液润滑条件下,不同固相含量复合材料的摩擦系数随载荷的增大基本上呈先下降后上升的趋势,随转速的变化并不明显。干摩擦条件下,五种不同固相含量复合材料的摩擦系数都随载荷和转速的增大而减少。（4）水基钻井液条件下,磨痕直径随转速的增大而增大,这与磨斑直径随转速的变化趋势相同。干摩擦条件下,磨痕直径随载荷的增大而增大,与磨斑直径随载荷的变化趋势相同。从实验数据观察可知,球-盘摩擦实验中磨痕直径与磨斑直径具有正相关性。（5）水基钻井液条件下,与不同固相含量层状Al₂O₃/PMMA复合材料对磨钢球的磨损形式主要为腐蚀磨损和磨粒磨损。