铝合金作为在航空航天、交通运输、轻工建材和电子通讯等领域被广泛使用的材料,具有轻质、导电导热性强、易于回收等特点。但是铝合金硬度较低,在作为机械运动元件时,往往会产生剧烈的磨损,对铝合金表面进行阳极氧化处理,形成阳极氧化铝膜,能够使铝合金具备更高的表面硬度和良好的耐磨性。铝合金表面阳极氧化技术作为表面工程领域的重要研究方向,在工业中具有非常广泛的应用,但是阳极氧化铝膜的摩擦系数很高,为了使阳极氧化铝膜能够获得较好的摩擦学性能,本文结合固体润滑技术,在阳极氧化铝膜的孔中填充软金属类固体润滑剂,制备出具有自润滑性能的复合阳极氧化铝膜。在保持阳极氧化铝膜本身良好物理性能的基础上,为了实现在阳极氧化铝膜的孔中润滑材料的填充,就需要氧化铝膜具有较大的孔径,因此本文选用直流恒流电源,分别选择草酸型电解液和磷酸型电解液,在外循环冷却条件下制备阳极氧化铝膜。同时研究了氧化电流密度和时间变化对氧化铝膜的生长速度、表面形貌、显微硬度等性能的影响。根据氧化铝膜阻挡层的二极管理论,未经处理的氧化铝膜阻挡层的电阻特性十分不利于直流电沉积。为使氧化铝膜阻挡层能够满足直流电沉积方法对其电阻性的要求,在阳极氧化结束后,添加(NH4)2SiF6配合阶梯降压法,对氧化铝膜的阻挡层进行改性处理,以降低阻挡层的电阻,同时考察了改性处理对氧化铝膜氧化硬度、表面形貌和电阻性能的影响。然后采用直流电沉积的方法,在氧化铝膜的孔洞中沉积铜纳米线和铜纳米线-纳米石墨,以制备复合氧化铝膜。研究了保留电压、沉积电压、沉积时间和石墨含量等因素对复合氧化铝膜性能的影响,并设计了单变量试验以寻找最佳的工艺参数组合。同时,采用SEM、XRD和EDS等测试手段对复合氧化铝膜的组织形貌和结构类型进行分析,并对复合氧化铝膜内沉积的铜纳米线和铜纳米线-纳米石墨的生长模式进行了分析,建立了其生长模型,文中还使用微观硬度仪和结合力测试仪对复合氧化铝膜的物理性能进行了测试和分析。最后,对文中所制备的复合氧化铝膜进行干摩擦的摩擦磨损实验,分析沉积电压、石墨含量和加载力等因素对其摩擦系数、磨损量和磨痕形貌的影响,与铝合金、氧化铝膜的摩擦磨损情况进行对比分析,并对复合氧化铝膜进行摩擦磨损的机理分析。对于铜纳米线和纳米石墨共沉积获得的复合氧化铝膜,本文的设计初衷为,希望保留氧化铝膜较高的硬度以及较好的耐磨性,多孔阳极氧化铝膜的孔壁与孔中填充的铜纳米线在纳米结构上有序排列,能够起到共同承载的作用,提高其耐磨性。同时孔中的纳米线与纳米石墨在摩擦过程中,能够作用于复合氧化铝膜的表面,使得复合氧化铝膜具有较低的摩擦系数,从而具备较低的摩擦系数。