本文主要探讨稀土的添加对PTFE基复合材料在与45号钢进行对摩时的摩擦起电现象和转移膜的形成。针对PTFE复合材料组成:Gr,CF,GF,MoS2,采用正交实验设计,选取实验水平并提供数据分析方法获得优选值。以期为高性能PTFE复合材料设计提供成分优化参考。本文采用两种不同稀土添加工艺:1.只对基体进行改性;2.基体、填料共同改性。考虑到稀土元素作为金属元素加入样品,势必对复合材料的摩擦起电电压产生影响,同时稀土能有效的提高填料与基体的界面结合性能,进而有望促进在45号钢表面形成转移膜,改善样品的摩擦学特性。研究了不同工况条件下,不同添加工艺下,稀土添加PTFE基复合材料的摩擦起电电压、摩擦学性能和转移膜的变化情况;分析了摩擦过程中摩擦学性能、摩擦起电电压和转移膜成膜情况三者间的相关性。使用光学显微镜和热场发射扫描电子显微镜分析了摩擦表面、对偶件上转移膜及摩擦磨损机理。通过EDS分析和元素分析面扫描测定转移膜表面元素含量,探讨稀土元素对转移膜形成的影响。本文取得的主要研究成果如下:1.不同工况和添加工艺条件下,稀土的添加对复合材料摩擦起电现象的影响在添加工艺和稀土添加含量相同的情况下,随着载荷或速度的增大,摩擦起电电压逐渐升高。在相同的实验条件情况下,复合材料摩擦起电平均电压从高到低依次为:LaF3/PTFE（工艺2）、LaF3/PTFE（工艺1）、YF3/PTFE（工艺2）、YF3/PTFE（工艺1）。在相同工况和添加工艺的条件下,在LaF3/PTFE复合材料中,随着LaF3含量的增加复合材料的平均摩擦起电电压先升高后降低且上升趋势小,下降趋势大,在LaF3为1.2wt%时,摩擦起电电压达到峰值;在YF3/PTFE复合材料中,随着YF3含量的增加复合材料的平均摩擦起电电压先缓慢升高,之后快速降低。2.不同工况和添加工艺条件下,稀土的添加对复合材料摩擦学特性影响在添加工艺和稀土添加含量相同的情况下,随着载荷与速度的增加,复合材料的摩擦系数逐渐减小,磨损量增大。在相同工况条件下,在LaF3/PTFE复合材料中,随着LaF3含量的增加复合材料的摩擦系数先逐渐减小,在LaF3含量为1.2wt%时摩擦系数最小,之后随着LaF3含量的增加而增大,磨损量随LaF3含量的先逐渐减小再逐渐增加,在LaF3含量为1.2wt%时磨损量最低;YF3/PTFE复合材料中,随着YF3含量的增加复合材料的摩擦系数先逐渐减小,在YF3含量为1.2wt%时摩擦系数最小,之后随着YF3含量的增加而增大,磨损量随YF3含量的先逐渐减小再逐渐增加,在YF3含量为1.2wt%时磨损量最低。在相同工况和稀土添加含量的条件下,采用添加工艺1的PTFE基复合材料样品相较于采用添加工艺2的PTFE基复合材料样品的摩擦学性能更低,且会出现长时间实验后,摩擦系数上升的情况。3.稀土添加对PTFE基复合材料转移膜形成的影响在其他实验条件相同的情况下,稀土添加工艺2的样品所形成的转移膜比工艺1的转移膜的成膜情况更好,前者转移膜的稳定性和连续性都要高于后者在相同的添加工艺下,稀土含量的情况下,LaF3/PTFE复合材料的转移膜的稳定性和覆盖率都要高于YF3/PTFE复合材料在相同的稀土种类、添加工艺和添加含量的情况下,随着稀土添加含量的增加,PTFE复合材料的转移膜的覆盖率逐渐增大,当稀土含量为1.2wt%时,PTFE复合材料的转移膜的成膜情况最好,之后随着稀土含量的增加,转移膜的连续性和覆盖率开始降低。4.稀土添加PTFE基复合材料的摩擦起电电压与摩擦学性能的相关性当复合材料的摩擦起电电压上升时,样品的摩擦系数呈现下降趋势,磨损量随着摩擦起电电压上升而增大。当摩擦起电电压升高时,45号钢表面的转移膜开始逐渐增厚;摩擦起电电压随着对偶件上转移膜中稀土元素的含量的升高都有不同程度的升高。转移膜中稀土元素的分布情况与增强相填料分布情况相同,达到了增强填料与基体之间界面结合强度作用。