碳纳米管和石墨烯作为常用的环氧基填充材料,应用领域非常广泛,对碳材料进行酸化和胺化等表面改性处理可以显著提高环氧复合材料的耐磨性能。聚乙烯亚胺作为一种可提供胺基的材料,虽然有较多关于力学和热学等性能的研究,但有关摩擦磨损的研究还较少。同时,环氧复合材料的摩擦磨损一般为宏观测试,宏观和微观相结合的研究较少。因此,为探究聚乙烯亚胺的添加对环氧复合材料耐磨性能的影响,对碳纳米管和石墨烯进行了酸化和胺化（聚乙烯亚胺）表面改性处理,制备了碳纳米管/环氧树脂和石墨烯/环氧树脂两种复合材料,从宏观（摩擦磨损实验）和微观（微米划痕实验）两方面对复合材料的力学（拉伸强度、硬度和断裂韧性等）和耐磨性（摩擦系数、磨损率、划痕深度和体积损失等）等性能进行了分析,并对磨损机理进行了研究。对于碳纳米管/环氧树脂复合材料,宏观和微观的耐磨性能测试结果稍有差别。宏观上,当碳纳米管的含量为0.7 wt%时,材料的力学性能和耐磨性能最好,相比纯环氧树脂,磨损率降低了55.73%。复合材料的磨损机理由粘着磨损和疲劳磨损阶段过渡到磨粒磨损阶段。微观上,当碳纳米管的含量为0.9 wt%时,材料的耐刮擦性能最好,相比纯环氧树脂,体积损失降低了27.08%。因此,微观下材料整体制备的均匀性对材料的耐刮擦性能测试有较大的影响,复合材料的摩擦磨损研究需要宏观和微观结合进行分析。对于石墨烯/环氧树脂复合材料,宏观和微观的力学性能和耐磨性能测试结果一致,均在石墨烯的含量为0.7 wt%时复合材料的性能最好。相比纯环氧树脂,复合材料的磨损率和体积损失分别降低了76.76%和51.34%。复合材料的磨损机理由粘着磨损和疲劳磨损阶段过渡到磨粒磨损阶段。在宏观和微观条件下,无论是力学性能还是耐磨性能,石墨烯/环氧树脂复合材料的性能改善程度均优于碳纳米管/环氧树脂复合材料,说明聚乙烯亚胺对石墨烯的改性效果优于碳纳米管。采用微米划痕可以较准确的测试环氧树脂及复合材料的断裂韧性。在划痕深度较浅时,必须要考虑压头顶端的球体区域。考虑压头顶端的球体区域后,采用线弹性断裂力学模型评估断裂韧性的结果与三点弯曲法评估的结果相吻合,而未考虑压头顶端球体区域时计算断裂韧性的结果偏大。