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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优良的自润滑性能、耐化学腐蚀和良好的耐磨性能，是一种综合性能优异的工程塑料。但作为摩擦材料，UHMWPE存在着表面硬度低、抗磨粒磨损性能较差等缺点。本论文工作选择了以硫酸钙晶须(CSW)为主要填料对UHMWPE进行了填充改性，以期在提高UHMWPE复合材料硬度的基础上改善其摩擦磨损性能。
本实验通过热压成型法分别制备了CSW、纳米氧化铝(nano-Al2O3)和nano-Al2O3/CSW二元复合填料的UHMWPE复合材料；利用QG-700型气氛高温摩擦磨损试验机考察了UHMWPE复合材料在干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能，着重研究了填料填充量对复合材料硬度、摩擦磨损性能的影响，以及速度、表面改性剂对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、三维轮廓测定仪(3D)对复合材料磨擦表面进行了形貌表征、成分分析及磨痕宽度测量，用邵氏硬度计测量了复合材料表面硬度。
研究结果表明：(1)CSW可以提高UHMWPE/CSW复合材料的硬度、耐磨损性能、并且降低了摩擦系数，在本实验条件下，CSW最佳填充量为20[％]；随着速度的增加，复合材料的磨损率逐渐降低，摩擦系数有所增加；随着填充量的增加，复合材料磨损机理由粘着磨损、塑性变形逐渐转变为轻微的磨粒磨损；CSW在UHMWPE基体中具有一定的异相成核作用。(2)填充nano-Al2O3可以起到增加UHMWPE复合材料硬度、降低其摩擦系数、改善摩擦磨损性能的作用，nano-Al2O3较佳填充量为20[％]，微观分析表明，UHMWPE/nano-Al2O3复合材料的磨损机理主要为粘着磨损，磨损表面还存在少量划痕。(3)nano-Al2O3与CSW混合填充UHMWPE具有协同作用，可以协同提高UHMWPE复合材料的硬度和耐磨损性能。CSW主要起着承载的作用，nano-Al2O3则起到弥散强化复合材料显微增强的作用。UHMWPE/3[％]nano-Al2O3+20[％]CSW复合材料的摩擦磨损性能最佳，在对偶件表面存在着较好的转移膜。以上研究结果表明，选用合适的填料协同填充改性是一种改善UHMWPE复合材料摩擦学性能较好的方法，值得进一步研究。