本文主要研究聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料与不同的金属、陶瓷配副分别在干摩擦环境和海水环境下的摩擦学规律及磨损机理,探讨了滑动速度对其摩擦磨损性能的作用机制。其中主要解析了内部因素(不同填料)和外部因素(不同摩擦条件与配副)对聚合物材料摩擦学的影响效应,旨在探究内外因素对PTFE基复合材料、PEEK基复合材料摩擦学特性的耦合作用。本文利用立式万能摩擦磨损试验机进行销-盘式摩擦磨损试验,并借助扫描电子显微镜、电子能谱仪等测试手段对摩擦面进行形貌与物相组成分析。本文研究成果如下:(1)在干摩擦条件下,PTFE基复合材料分别与双相不锈钢2507、铝合金6061、Si3N4陶瓷进行配副,进行了不同速度下的摩擦磨损性能研究。结果表明:在干摩擦环境下,PTFE基复合材料与三种配副的摩擦因数均与速度成正比关系,摩擦因数均随着速度的增大呈现上升趋势。整体看来,在干摩擦条件下PTFE基复合材料/铝合金6061配副获得的较低的摩擦因数与磨损率,拥有较好的摩擦学性能。尤其在300r/min的速度下摩擦因数低至0.138,销、盘磨损率低至10-5数量级。磨损机制主要以轻微的磨粒磨损和粘着磨损为主。(2)在海水环境下,PTFE、CF-PTFE(碳纤维增强的聚四氟乙烯)、GF-PTFE(玻璃纤维增强的聚四氟乙烯)分别与Si3N4陶瓷进行配副摩擦,研究其在不同速度下的摩擦磨损性能。研究表明:随着速度的增大,摩擦副均表现出摩擦学特性向好的趋势。其中,CF-PTFE/Si3N4陶瓷配副在1000r/min的速度下的摩擦因数低至0.026,与其配副的销、盘的磨损率的级数低至10-5数量级。在海水环境下,摩擦过程中摩擦副表面均伴有摩擦化学反应发生,生成的氧化物在摩擦面形成一层润滑组织,具有一定的保护与润滑作用。另一方面,在摩擦试验中,海水介质会冲走部分磨粒,在一定程度上抑制了磨粒磨损。摩擦副的磨损机理主要为轻微的磨粒磨损与化学磨损。整体看来,在海水环境下CF-PTFE/Si3N4陶瓷配副获得的摩擦因数最低,拥有较好的摩擦学性能,相较玻璃纤维而言,碳纤维能更好地提高复合材料的摩擦学性能。(3)在干摩擦条件下,PEEK材料分别与不锈钢2507、铝合金6061、Si3N4陶瓷进行配副,并研究其在不同速度下的摩擦磨损性能。结果表明:随着滑动速度增大,摩擦副的摩擦因数均呈现上升趋势。整体看来,在干摩擦不同滑动速度下,PEEK/铝合金6061配副获得的摩擦因数整体较好,拥有较好的摩擦学性能。尤其在300r/min的滑动速度下获得0.144的摩擦因数,销、盘磨损率低至10-5数量级。摩擦副的主要磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损。(4)在海水环境下,PEEK、CF-PEEK(碳纤维增强聚醚醚酮)、GF-PEEK(玻璃纤维增强的聚醚醚酮)分别与Si3N4陶瓷配副,研究在不同滑动速度下的摩擦磨损性能。结果表明:随着速度的增加,摩擦副的摩擦学特性均有所改善。整体看来,在海水环境下,CF-PEEK/Si3N4陶瓷配副获得的摩擦因数最低,拥有较好的摩擦学性能。尤其在1000r/min的滑动摩擦速度下,CF-PEEK/Si3N4陶瓷配副的摩擦因数低至0.026,销、盘磨损率低至10-6数量级。在海水环境下,摩擦副表面均伴有摩擦化学反应存在,摩擦化学反应生成物具有一定的润滑作用,同时海水中的Ca2+、Mg2+等离子有助于反应产物的形态聚集形成具有润滑保护作用的光滑表面膜。另一方面,在摩擦试验中,海水介质同样会带走一定的磨粒,削弱磨粒磨损程度。(5)将两种聚合物基复合材料的摩擦学性能进行对比研究,发现:在干摩擦条件下,PTFE及PEEK基复合材料相较而言,PTFE基复合材料在不同速度下表现出的摩擦学性能均较好。三种配副材料相比,铝合金6061表现出较好的摩擦学性能。PTFE与铝合金6061配副较适宜作为小型无油空压机活塞环的配副材料。在海水环境下,碳纤维增韧聚合物与Si3N4陶瓷摩擦副在不同速度下整体表现出较好的摩擦学性能,相比而言,碳纤维比玻璃纤维更能改善复合材料在海水环境下的摩擦学性能。海水环境下,CF-PTFE/Si3N4陶瓷配副展现出较低的摩擦因数与磨损率。本文通过研究表明了 PTFE基复合材料、PEEK基复合材料分别与金属、陶瓷材料在不同环境与条件下的摩擦磨损特性并得出结论:在干摩擦条件下PTFE基复合材料/6061铝合金材料配副适宜作为小型无油空压机活塞环的配副材料。在海水环境下,整体看来CF-PTFE/Si3N4表现出较好的摩擦学特性。研究不仅丰富了干摩擦条件与海洋环境下摩擦配副材料的选择,也对这两种条件下摩擦副的摩擦学性能研究及应用提供一定的理论支持。