轴承是航空发动机重要组成部分,轴承的使用寿命对发动机的影响举足轻重。发动机主轴轴承在润滑状态下启动和变速过程中的打滑现象会引起内圈和外圈滚道以及滚动元件表面的磨损和早期破坏。仅靠改进轴承的设计和提高轴承的加工精度已经难以满足航空发动机使用寿命,因此提出将陶瓷材料应用于轴承领域。氮化硅（Si3N4）因它的高硬度、高刚度、耐磨损、耐高温等诸多特点被认为是轴承行业中先进的材料。另外,与间接监测方式相比,轴承磨损表面形貌可以提供更多的信息。为了探究陶瓷混合轴承材料配对的滑动摩擦学性能和机理,本文采用高精度摩擦磨损试验机在润滑条件下进行滑动摩擦磨损试验,基于一种光度立体三维重建技术,对磨损表面进行磨损阶段监测,结合信息丰富的三维表面形貌、摩擦系数和表面粗糙度参数等对航空发动机陶瓷混合轴承材料（Si3N4、GCr15）滑动磨损性能对比及磨损演变机理进行研究。（1）分析并总结了基于光度立体算法的表面重建的原理和过程,然后对本方法重建的三维模型和LSCM得到的三维模型进行表面特性和粗糙度参数对比,发现本文得出的三维形貌和LSCM精度相当。最后总结了用于表面表征的常用粗糙度参数,为论文试验过程提供有效监测手段和数据理论基础。（2）对GCr15-GCr15/Si3N4-GCr15摩擦副进行润滑滑动摩擦对比试验,发现当盘初始表面粗糙度较高时,随着载荷、转速的增加,两对摩擦副的摩擦系数均减小,同时,Si3N4-GCr15摩擦副在稳定磨损阶段表现出良好的摩擦学性能。对磨损表面进行不同磨损阶段三维重建分析,结果表明:基于光度立体技术的表面重建可以准确地恢复不同磨损阶段的三维形貌;三维形貌与表面粗糙度（Ra、Sa和Sq）及摩擦系数的变化趋势一致。最后引用混合参数Sdr对磨损表面表征,发现Sdr与三维形貌之间存在密切的关系。它能反映从磨合到严重磨损的过程变化。表面越光滑,Sdr值就越小。（3）对Si3N4-GCr15摩擦副进行滑动磨损寿命试验,根据三维重建磨损表面结合表面粗糙度参数、表面轮廓曲线分析得出,摩擦副粗糙度参数（Ra、Rq、Sa和Sq）自身以及和表面形貌、摩擦系数之间同样遵从相同的变化规律;摩擦副剧烈磨损之后表面又恢复稳定,存在自愈的现象。与第三章中高粗糙度GCr15盘比较,发现当盘的粗糙度均较低时,表面承载能力会有一个明显的增强,摩擦学性能更加优异;当磨损产生时,粗糙度较低的盘磨损表面总是从边缘开始出现磨损,中心区域承载能力更强,Si3N4-GCr15摩擦副主要以磨粒磨损和黏着磨损为主。对盘表面设计凹坑模拟磨损阶段仿真,发现GCr15盘表面一旦出现剥落产生凹坑时,应力立刻在凹坑位置集中且应力较大,随后试验产生的循环应力会使凹坑位置以极快的速度产生进一步破坏。最后结合以上分析建立动态磨损过程演变模型。