氧化铝晶须是一种人工控制合成的单晶材料,具有高弹性模量、化学稳定性和热稳定性,将其添加到复合材料中有望提高复合材料的性能。查阅文献可知,氧化铝晶须的相关研究还停留在制备阶段,作为复合材料增强体的研究并不多。本论文就以氧化铝晶须的含量为研究变量,采用机械合金化和粉末冶金相结合的方法成功制备了不同含量氧化铝晶须增强铜基复合材料,主要对复合材料的微结构、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究,从而得出强化机理、断裂机理以及磨损机理,一定程度上为多相增强铜基复合材料的设计提供了参考价值。首先采用2.0g/L十二烷基硫酸钠水溶液来超声处理氧化铝晶须,随后与石墨、铜粉以及其他合金元素粉一起进行球磨混料制得复合粉体,将第一批得到的复合粉体进行冷压成型,随后进行热等静压烧结,第二批复合粉体则进行热压烧结及热等静压烧结。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等分析测试手段来观察复合材料的微观组织和结构,并对材料的力学性能和摩擦磨损性能进行测试。实验结果表明,随着Al₂O₃晶须含量的增加,模压及热等静压烧结后复合材料的硬度先缓慢降低后急剧降低,当Al₂O₃晶须含量为1.0 wt.%和1.5 wt.%时,平均硬度由107.3HV急剧下降为47.2HV和56.5HV,压缩强度也呈现类似的趋势,造成这种现象的主要原因为石墨以及Al₂O₃晶须的团簇;为了改善复合材料的性能,改进实验配方和制备工艺,采用热压烧结以及热等静压法相结合的方法来制备Al₂O₃晶须和颗粒共增强铜基复合材料,结果表明复合材料的致密度和硬度随着Al₂O₃晶须含量的增加略微呈下降趋势,而复合材料的强度则随着Al₂O₃晶须含量的增加而增加,当Al₂O₃晶须含量为1.5wt.%时,复合材料的抗压强度达到最大值288.26MPa。对热压及热等静压后的样品进行摩擦磨损实验,正交实验结果表明随着Al₂O₃晶须含量的增加,复合材料的摩擦系数先降低后增大,低于最初的摩擦系数,复合材料的磨损量则不断下降后趋于稳定,说明Al₂O₃晶须还是可以降低复合材料摩擦系数的;而方差分析结果则表明Al₂O₃晶须含量和转速大小对摩擦系数和磨损量无显著影响,载荷显著影响复合材料的摩擦磨损性能。两种不同方法制备的复合材料的强化机理相同,都是以细晶强化和固溶强化为主,也存在着欧罗万强化和位错强化,断裂方式也都是脆性断裂,增强体的团簇及与基体之间的弱界面结合导致应力集中的产生,当受到外部载荷作用时,这些位置就会诱发微裂纹的萌生,同时微裂纹在外力作用下不断扩展并最终导致复合材料发生脆性断裂。复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损,还有轻微的氧化磨损。