随着科学技术的发展和工业的进步,特殊工况条件下的材料摩擦学问题越来越突出。其中,特殊环境气氛下的极端工况摩擦学问题是摩擦学、材料学、物理化学、传热学等多学科交叉的前沿研究内容,也是制约航空航天、军事装备、高速运输等许多重要领域发展的关键共性技术问题。本文以氧化性湿热气氛下材料的摩擦磨损性能为研究背景,以热-物理性能不同的CrNiMo钢和H59黄铜为配副材料,应用QG-700型高温气氛摩擦磨损试验机进行了大量不同环境下配副摩擦磨损性能测试,并结合扫描电子显微镜(SEM)、三维表面轮廓测试仪、EDAX能谱分析仪(EDS)和XRD对试样磨损表面形貌及元素化学状态进行了微观分析,从摩擦热-化学-机械三方面因素综合分析了气氛环境对材料摩擦学性能和磨损机理的影响规律。主要研究工作如下:自主设计并安装调试了一种密闭腔用环境湿度控制装置,解决了试验用半封闭环境气室中特殊气氛湿度控制问题,满足了试验调湿速度快、控制精度高、控制范围宽的要求,为试验的顺利进行提供了保证。通过对配副在不同湿度空气及氧气气氛环境中CrNiMo钢/黄铜配副的摩擦磨损性能测试,并结合微观分析研究了配副摩擦学性能和磨损机理随着气氛环境湿度增大的变化规律。分析表明,不同气氛环境中销试样表面生成不同特性的表面膜是导致配副摩擦磨损性能不同的主要原因,提出了摩擦副的在特殊气氛工况下的使用要求。通过对配副在常温～225℃环境温度中的摩擦学性能测试,建立了配副摩擦学性能随环境温度升高的变化规律,并通过对不同环境温度中配副磨损机制和磨损状态的分析,确定了配副磨损机制由轻微的粘着磨损向严重的粘着磨损转变的环境温度条件,提出了配副最优环境温度服役工况使用范围。通过对配副在机械和热载荷共同作用下耦合场滑动摩擦热有限元分析,得出了摩擦产生的温度场和应力场在试样表面的分布规律,并用实际试验测试结果验证了数值模拟摩擦表面温度场的正确性和准确性。数值分析结合试验验证,为配副摩擦学性能和磨损机制转变提供了依据。