科学技术的迅速发展促使材料科学向着高性能化、功能化、复合化的方向发展，高聚物基复合材料以其综合性能的优异、应用领域的广泛而备受人们青睐，得以迅速发展。本论文选择无机填料改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的材料设计和聚合物作为摩擦学材料时导热性能、抗压强度及抗蠕变性能的改进研究作为主要研究方向。以模压法研制了UHMWPE材料、无机填料铜粉改性UHMWPE复合材料以及氧化铜改性UHMWPE复合材料，并对其摩擦学行为进行了研究。系统考察了滑动速度、润滑介质和环境温度对UHMWPE及其复合材料摩擦磨损性能的影响，试验测试了UHMWPE及其复合材料的导热性能和力学性能，分析了其与材料摩擦学性能之间的关系。系统研究了UHMWPE及其复合材料在静态蠕变一滑动摩擦交替情况下摩擦学性能的变化，探讨了热塑性塑料类摩擦学材料在静态蠕变-摩擦交替条件下的变形规律。获得了以下主要结论：(1) 滑动速度对聚合物材料摩擦磨损性能的影响主要与摩擦界面的热效应有关。在与钢配副、干摩擦条件下，随滑动速度的增大，UHMWPE及其复合材料的摩擦系数和磨损量都增大，质量分数为15％的Cu粉填充UHMWPE复合材料和质量分数为10％～15％的CuO填充UHMWPE复合材料承受高速的能力强于纯UHMWPE。填料Cu粉质量分数为15％时的复合材料摩擦系数较小，磨损量较低；填料CuO质量分数为10％～15％时复合材料的摩擦磨损性能较好。填料的加入改变了UHMWPE与钢配副时的磨损机理，纯UHMWPE与钢配副时的磨损机理是粘着磨损，加入填料后变为粘着磨损与磨料磨损共存的状态，而且随着填料含量的增加，磨料磨损所占的比重上升。(2) 润滑剂水的存在，可大幅度降低聚合物磨损表面的摩擦热积累及温升，从而减少了基体的热疲劳磨损和粘着磨损，同时，水作为一种极性润滑剂，在摩擦界面上能形成一层润滑膜，对摩擦表面起了一定的隔离作用。因此，在与钢配副、水润滑状态下，UHMWPE及其各种以Cu粉或CuO填充的机械科学研究院硕士研究生学位论文 填料改性超高分子量聚乙烯复合材料的研制及其摩擦学行为研究复合材料的耐磨性能和减摩性都增强。在水润滑条件下，Cu粉或CuO的填料含量对复合材料摩擦和磨损性能影响很小。 门）当环境温度升高到一定程度，UHMWPE及其复合材料与钢配副的摩擦界面熔融变为凝胶状态，其摩擦系数随摩擦时间的延长保持不变。 N）Cll粉或CllO填料的加入都改善了UHMWPE的导热性能，质量分数为 15％的山粉加入到 UHMWE中，复合材料的导热率比纯 UHMWPE提高了 34．3％；质量分数为 15％的 CllO的加入，复合材料的导热率提高了 47二％。导热性的提高改善了材料的摩擦磨损性能，使复合材料承受高滑动速度的能力增强。 u）使用偶联剂对填料进行表面处理是必要的。经偶联剂处理的质量分数为 15％的 Cll粉填充 UHMWE复合材料的压缩屈服强度比纯 UHMWPE提高了门二％，但未经偶联剂处理的质量分数为 15％的 Cll粉填充复合材料的压缩屈服强度反而降低了 22二％。 历）高聚物材料由于独特的粘弹性，作为摩擦学材料时，易发生蠕变，存在着摩擦／蠕变的复合磨损过程。Cll粉改性UHMWPE复合材料由于导热率大于纯UHMWPE，在摩擦／蠕变复合摩擦过程中，摩擦功产生的摩擦热的传递速度加快，从而提高了材料的抗蠕变性。 门）从综合性能考虑，推荐质量分数为 15％的 Cll粉填充 UHMWPE复合材料。