现代工业的发展加快了汽车、火车等交通工具的高速和重载化进程，对制动器的性能也提出了更高的要求，进而要求作为制动器核心部件的摩擦材料具有更高的性能。摩擦材料的配方设计对其性能起着决定性的作用，摩擦材料配方设计与优化也一直都是国内外研究者关注的主要问题之一。　　制动过程中摩擦材料的温度场对于其摩擦系数、磨损率等都有非常重要的影响，也是影响摩擦材料物理、力学性能及化学性能变化的直接因素，而摩擦材料的温度场主要由其热力学性能决定。因此，可以通过对制动过程摩擦材料温度场的分析为其配方优化和原材料选择提供理论依据和指导，从热力学角度选择合适的优化材料，优化摩擦材料的热力学性能，并通过试验分析优化材料对摩擦材料在材料学方面性能的影响，最终得出在热力学和材料学方面都具有良好性能的摩擦材料配方。　　本文首先建立盘式制动器温度场分析模型，研究了制动过程中不同时刻摩擦片表面和轴向的温度分布规律，分析了温度场对摩擦材料性能的影响。分别改变摩擦材料的导热系数、弹性模量、比热容和热膨胀系数，研究摩擦材料热力学性能对其制动过程中温度场的影响，并以此为依据从热力学的角度选择钾长石、丁腈橡胶、铜粉作为优化材料，根据优化材料的基本性能及其对摩擦材料的优化机理确定各优化材料加入量的范围。　　在课题组原配方的基础上，通过正交试验法，从材料学的角度研究加入优化材料后不同配方下的摩擦材料性能。结果表明，优化材料的加入对摩擦材料的硬度和冲击强度没有显著的影响，但能够提高摩擦系数的稳定性，减小磨损率。当丁腈橡胶、钾长石、铜粉的加入质量分数分别为3％和25％和6％时，制动摩擦材料的摩擦系数稳定性最高，磨损率也较小。通过有限元分析结果得出摩擦表面温度和轴向温度梯度均明显降低，得出最终优化配方。　　通过扫描电镜观测所制备的摩擦材料磨损后的表面形貌。在低温150℃时，磨损机制主要是磨粒磨损，优化材料的加入可以减轻摩擦表面的犁沟作用;随着温度的升高，在250℃时，摩擦表面有表面膜生成，钾长石可以促进表面膜的生成，铜粉在摩擦表面富集，起到了稳定表面膜的作用;在高温350℃时，基体树脂分解产生热磨损，同时伴随着疲劳磨损，优化材料的加入减小了表面层的温度梯度和表面应力，减少了摩擦材料的热分解，并且在一定程度上抑制了“气垫膜”的生成，可以起到稳定摩擦系数，减小磨损率的作用。