摩擦磨损是发生在材料相对运动接触表面的一种非常普遍的现象。随着科学技术的迅速发展,高分子材料以其独特的性能备受青睐,广泛应用于各个领域。现代航空、汽车、电子及国防工业对材料的摩擦磨损性能、力学性能、耐高低温以及化学稳定性等提出了越来越高的要求。聚酰亚胺(PI)为迄今综合性能最优的一类特种工程塑料,其耐热性、力学性能和抗腐蚀辐射性能均十分优异,还是一种理想的耐高温、自润滑的摩擦基体材料。在PI中填充固体润滑剂PTFE、MOS2、石墨及增强纤维,可进一步提高PI复合材料的耐磨损和力学性能,为近年来摩擦材料研究的热点之一。本文针对一种新型热塑性PI树脂,分别采用聚四氟乙烯(PTFE)和短切碳纤维(CF)进行改性,实验考察了PI纯树脂及其复合材料的摩擦磨损性能,并对磨损机理和极限PV的测定进行了探讨。为深入研究PI材料的摩擦磨损性能,本文首先对摩擦磨损试验机进行了改进,实现了摩擦系数和温升的连续测定,并在此基础上对比研究了一种新型热塑性PI及其复合材料的摩擦性能。实验重点研究了PTFE含量对复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,并进行了微观结构分析。结果表明:PTFE能显著降低复合材料的摩擦系数和磨损率;当PTFE添加量达到30%时,复合材料同时呈现出最低的摩擦系数和磨损率;随PTFE含量的增加,复合材料的力学性能均随之降低,相应复合材料表现出不同摩擦磨损机理。文本进一步采用CF增强PI,并测定了CF含量对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着CF含量的增加复合材料的压缩强度、弯曲强度、拉伸强度不断增大;CF的加入也同时对材料的摩擦磨损性能有一定程度的影响,随着CF含量的增加复合材料的摩擦系数先降低后基本维持不变,而磨损率先降后升。CF含量约为10%时,复合材料的摩擦系数和磨损率最低,分别为0.12和1.83×10-8cm3(N-1(m-1;由磨损面的电子扫描电镜形貌(SEM)分析可知,低含量CF复合材料主要是粘着磨损,而高含量主要是磨粒磨损。针对PTFE改性PI复合材料,实验探讨了摩擦材料重要的工程参数-极限<WP=4>PV值的测试方法,比较了转速和载荷对极限PV值的影响,并测定了复合材料的热形变温度(HDT)。结果表明:当载荷和转速达到一定值后,材料出现塑性形变和剥离,此时摩擦系数和摩擦面温度同时急剧上升,此现象可以作为判断材料达到极限PV值的依据;同时极限PV下的摩擦面温度与材料相应载荷下的热形变温度呈一致的变化趋势;在低转速、高负载条件下复合材料的摩擦系数比高转速、低负载下低,相应具有更高的极限PV值。