三元层状陶瓷MAX相化合物（其中，M为过渡金属元素，A主要为III和IV族元素，X为C或N），因其独特的化学键合而同时具备金属和陶瓷的性质，如高模量，优良的导热导电性，微观塑性变形能力及高的损伤容限。又因其层状结构而具备一定程度的自润滑性能，使其成为结构及功能应用的潜在材料并在电摩擦领域具备广泛的应用前景。最近的科学研究表明，以三元层状陶瓷作为增强体可以明显改善金属基复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。而且目前已经有关于三元层状陶瓷增强金属基复合材料应用于高速铁路受电弓滑板及气箔轴承的研究报道。同时，关于三元层状陶瓷的摩擦磨损行为研究也逐渐展开，并取得一定进展。Ti2AlC作为MAX相化合物中211相的典型代表，在继承三元层状陶瓷独特性能的同时，还具有MAX相材料中最低的密度，以及优良的抗氧化性能。但关于其增强金属基材料的制备表征及Ti2AlC块体材料摩擦磨损行为研究的报道还非常有限。本文将以燃烧合成法自制的Ti2AlC为增强体，以电摩擦领域常用的金属Cu为基体制备复合材料，研究其显微结构、力学性能及摩擦磨损行为等，另外还将单独研究Ti2AlC的摩擦磨损行为。主要开展以下几方面工作：首先研究Ti2AlC在Cu中的稳定性：通过在不同温度下制备Ti2AlC/Cu复合材料，研究其物相组成及组织形貌，确定制备Ti2AlC颗粒增强Cu基复合材料的热压温度。Ti2AlC和金属Cu在800oC发生反应，在950oC，Ti2AlC完全分解为TiC，Al向基体中扩散的同时Cu也向逐渐分解的Ti2AlC层间扩散形成两种成分的叠层组织，对其压缩性能的测试发现这种转变使其力学性能得到明显提升。综合考虑确定制备复合材料的最佳温度为800oC。在800oC下制备了不同Ti2AlC含量的Ti2AlC/Cu复合材料，Ti2AlC的体积分数在5-30%vol.%之间。在对其力学性能、电学性能及摩擦磨损行为等的研究中发现，Ti2AlC的加入对金属Cu的拉伸和压缩性能提升明显，复合材料导电性损失较小，同时其摩擦磨损性能也十分优异。Ti2AlC含量较低时（5%~15%），复合材料在与轴承钢对磨的情况下摩擦系数及磨损率均处于极低的水平，但随着Ti2AlC含量进一步增加，由于磨粒磨损的加剧，摩擦磨损性能出现一定程度的恶化。在对Ti2AlC的摩擦磨损行为研究中，分别采用了GCr15和Al2O3配副，并考察了真空度和速度载荷条件的影响。大气环境下，随着滑动速度的增加、表面氧化物膜的出现和磨合，其摩擦系数及磨损率均大幅下降，分别可低至0.25（GCr15）和0.46（Al2O3），但在低速下出现层状剥落并引起比较严重的磨损，为这是Al原子在一定的速度载荷条件下的氧化脱出导致的。在对不同真空条件下的摩擦磨损行为研究中发现，随着真空度的下降，摩擦系数出现先下降再上升的情况，其最低值分别为0.19（GCr15）和0.42（Al2O3），甚至低于氧化物膜润滑条件下的水平。这可能与Al原子氧化导致Ti2AlC层间滑动相关，而磨损率随真空条件的变化则比较复杂，磨损率只与真空度条件相关而与滑动速度的相关性较弱。