本文以微米氧化铝、γ相-纳米氧化铝和石墨烯为主要填料制备一种摩擦制动材料。通过真密度试验、热重试验、纳米压痕硬度、洛氏和维氏硬度、冲击强度试验、宏观摩擦磨损试验和微米划痕技术等手段,研究了不同配比的微/纳米氧化铝以及添加4层石墨烯和8层石墨烯对摩擦材料力学性能的影响,并探讨了温度的变化对摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。此外,通过对比摩擦材料的宏观和微观力学和摩擦学性能,评价不同尺度下摩擦材料的性能表现,分析了摩擦材料宏观和微观的测试结果之间存在的异同点。当微/纳米氧化铝配比达到7:3时,能够明显改善试样的耐热性和热稳定性,随纳米氧化铝含量的增加,材料的洛氏硬度和冲击强度均有所提高,但过量纳米氧化铝造成的团聚现象会使材料的力学性能下降。从宏观摩擦磨损试验看,纳米氧化铝和微米氧化铝能够形成协同作用,在高温下保持摩擦材料的摩擦系数的稳定性并降低磨损率,随纳米氧化铝含量的增加,磨损机理会由磨粒磨损过渡到疲劳磨损和黏着磨损;由EDS元素分析可知,摩擦材料表面存在镧、铜、铝、钡和铁元素,但摩擦膜上几乎不存在铝元素,说明该元素主要作为初级平台为摩擦膜提供基础条件;在微米划痕测试中,微/纳米氧化铝的配比对摩擦系数的影响较小,但会影响划痕的摩擦磨损的类型,随着纳米氧化铝含量的增加,切屑的类型会由断碎切屑逐渐转换为带状切屑,且适当的微/纳米氧化铝配比可以提升摩擦材料的表面抗划性能。此外,通过在摩擦材料中添加4层和8层石墨烯后发现,石墨烯的加入使得摩擦材料的洛氏硬度、维氏硬度以及冲击强度都有所提高,且微/纳米氧化铝配比为5:5和4层石墨烯摩擦材料和微/纳米氧化铝配比为7:3和8层石墨烯的摩擦材料拥有最大的硬度和冲击强度。在摩擦磨损试验中,含有4层石墨烯的摩擦材料的摩擦磨损性能均优于含有8层石墨烯的摩擦材料,原因在于较少的层数拥有更加优异的热传导性能,在高温下能够使得温度更好的传递到对偶面,降低热分解带来的质量损失。EDS元素分析结果显示,石墨烯的添加对于摩擦材料表面的元素分布几乎没有影响.在纳米压痕硬度测试下,无添加石墨烯和添加了石墨烯的摩擦膜的纳米压痕硬度值相近,约为12.5 GPa,摩擦膜的纳米压痕硬度约为基体的纳米压痕硬度的37倍,摩擦膜可以起到与涂层的作用,防止基体与对偶面直接接触,降低磨损率。