石墨-铜复合材料在现代交通和工业领域应用广泛,随着石墨-铜复合材料服役条件的不断提高,探索新工艺新配方,制备能够满足更高应用要求的石墨-铜复合材料十分有必要。本文针对石墨-铜复合材料的孔隙缺陷和润湿性差的特点,采用先进的热等静压烧结技术制备石墨-铜复合材料,以提高其致密度,并通过加入纳米级颗粒添加剂改善复合材料的耐磨性。本文主要研究了纳米颗粒对复合材料组织与性能的影响,并且系统探讨了相关因素对环块式和销盘式干摩擦载流摩擦磨损性能的影响。通过分析纳米颗粒增强石墨-铜复合材料的显微组织和相关性能,可以得到：在800℃和120MPa的热等静压工艺下保温4h,可以制备出致密的纳米颗粒增强石墨-铜复合材料,其组织均匀致密,物相纯净。纳米颗粒主要弥散均匀分布在铜相中和Cu/C界面上,产生弥散强化效果；在纳米颗粒含量增大时,复合材料的硬度和抗压强度也增大,剪切强度下降,剪切强度没有提高说明纳米颗粒没有增强Cu/C界面结合强度。2wt.%纳米颗粒增强石墨-铜复合材料的维氏硬度为40.5 HV,抗压强度为113.6MPa,剪切强度为9.5MPa；纳米颗粒的加入会破坏铜基体的导电网络,降低材料的导电性能。对石墨-铜复合材料与铜环对磨时的环块式载流摩擦磨损性能进行了研究,结果表明：随着载荷增加,在电流为0A和20A下的磨损率逐渐增大,但第三体的形成使摩擦系数不断降低；随着滑动速度增大,在电流为0A和20A下的摩擦系数和磨损率均基本保持增加的趋势；载流条件下20wt.%石墨-铜复合材料的摩擦系数和磨损率相比非载流时均有所下降,载流条件下第三体的润滑作用加强,提高了材料的耐磨性。复合材料的磨损过程中存在粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损,且磨损表面并没有发现电弧烧蚀的痕迹。对纳米颗粒增强石墨-铜复合材料与铜盘对磨时的销盘式载流摩擦磨损性能进行了研究,可以发现：复合材料载流磨损过程中会在摩擦表面形成第三体组织,第三体的状态对纳米颗粒-石墨-铜的载流磨损性能产生影响。复合材料的摩擦系数随着纳米颗粒含量增加而增大,磨损率却随纳米颗粒含量增加而减小；随着载荷增大,复合材料摩擦系数和磨损率均呈下降趋势；随着转速增大,复合材料的摩擦系数在较低水平呈微小的上升趋势,磨损率则一直下降；随着电流的增大,复合材料的摩擦系数和磨损率都在不断降低,适当大小的电流温升有利于润滑膜的形成。低载荷下摩擦系统的不稳定会产生电弧,有铜基体熔化现象和烧蚀坑的出现,磨损机理以电弧烧蚀为主：载荷增大到一定程度则不会出现电弧破坏。复合材料在没有电弧烧蚀的正常磨损状态下的磨损机理均是以粘着磨损和磨粒磨损为主,并部分伴随有剥层磨损和氧化磨损。2wt.%纳米颗粒增强石墨-铜复合材料在较高的载荷、转速以及合理的电流大小下具有较好的载流摩擦磨损性能,摩擦系数低,磨损率小,不会出现电弧烧蚀现象,具有较好的应用前景。