摘要
针对现代飞行器高速高能摩擦部件对高性能C/C复合材料迫切的技术需求，本报告研究了不同气氛、湿度条件下的制动耐磨、密封减摩和静态、动态等多种条件下实验室、地面动态模拟和实际使用时C/C复合材料的摩擦磨损行为。采用HRTEM、FESEM、Raman等探明了材料摩擦表面的演变，采用有限元技术模拟了多种条件下材料的摩擦过程，发明了多种摩擦测试装置。部分成果已在高性能航空刹车副、航空发动机用C/C复合材料的制备和应用中得到实施。 主要成果如下： (1)系统、深入探讨了不同具有类型和结构基体炭的C/C复合材料摩擦层的结构特性，建立了其与材料摩擦磨损性能的联系，明确了其摩擦磨损机理，探明了材料的微结构、石墨化度与磨损特性的联系。 (2)研究了炭纤维坯体特性、制备工艺、组织结构、石墨化度、不同炭相、工况条件对摩擦磨损行为的影响规律和相关性，优化制动耐磨和密封减摩条件下材料的炭纤维坯体特性和组织结构，建立C/C复合材料炭纤维坯体特性、组织结构特性与摩擦磨损性能之间的关系； (3) 建立在制动耐磨和密封减摩条件下各炭相和复合材料摩擦磨损物理模型。建立制动耐磨和密封减摩条件下自主调控摩擦磨损性能的理论基础。 (4) 形成了制动耐磨和密封减摩应用条件下，从炭纤维坯体、制备技术、组织结构、热处理技术等调控材料摩擦磨损性能的基本原理，实现在制动耐磨和密封减摩等摩擦条件和不同的配副状态下、摩擦系数在0.08～0.42的范围内可调控。 (5) 开展了C/C复合材料在多种条件下的制动摩擦行为的温度场、热应力场的有限元模拟工作，研究了炭刹车副的摩擦表面和磨屑特性，发现了温度场/应力场与材料摩擦性能、磨损形貌的关联，提出了刹车副设计的热场改进建议。 (6) 研制出多种摩擦磨损条件下近表层改性和涂层复合抗氧化技术原型，探明复合涂层/基体系统抗氧化防护机理，建立抗氧化防护模型。 (7)完成了空客320系列飞机国产炭刹车副零部件制造人证书（PMA）的取证工作、深入追踪B757刹车副的应用情况、在研并试飞成功了J10A、J10B、Y9刹车副，批量提供了多种型号C/C复合材料密封环，制备了C/C-Cu复合材料用于APTD航空发动机篦齿密封座进行技术验证。 (8) 发明了多点测温装置、研制了多功能气氛箱、多片试样摩擦试验机、改进了M1000型摩擦试验装置设备。
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