碳刷作为电动工具中的转动电接触易耗损部件,与换向器组成一对特殊的摩擦副,在电机运行过程中起到传导电流的作用。现有碳刷普遍存在因力学强度或减摩润滑性能不优而导致的材料不匹配、抗磨性较差的问题,而功能性添加剂的选用对于碳刷抗磨性能的提升尤为关键。现有研究多集中于关注添加剂的复合作用,采用多种添加剂共同改善的方式来提升碳刷的抗磨性能,由此得出的添加剂在碳刷材料中的作用机理也是多种添加剂的共同作用机理,鲜有对单一添加剂改善碳刷抗磨性能的具体作用方式进行系统性的深入研究。本文针对环氧树脂基碳刷材料因力学强度不佳或减摩润滑性能较弱而导致的抗磨性能难以提升的问题,以匹配中小型电钻电机用树脂基碳刷材料为研究对象,按照“结构调控-力学性能-载流磨损性能-微观结构表征-磨损机理分析”的研究思路,采用多种功能性添加剂（十四种）掺杂树脂基碳刷复合材料,与骨料和基体粘结剂共同构建成“功能化增强”结构。系统研究了类石墨烯功能性添加剂与二硫族自润滑性添加剂的引入对环氧树脂基碳刷材料抗磨性能的影响。通过对比引入不同添加剂以及不同添加剂不同含量前后碳刷材料的力学强度和减摩性能,阐述了类石墨烯添加剂于环氧树脂基碳刷材料内部组分的力学强度改善机制以及二硫族添加剂影响摩擦副间动态摩擦膜的减摩机理。主要研究结论如下:（1）在以环氧树脂作为粘结剂,天然鳞片石墨粉作为导电填料的体系中,引入类石墨烯功能性添加剂（磺化碳纳米粉体、FNG-A102、FNG-A151、FNG-B100、FNG-B111）和二硫族自润滑性添加剂（N-MoS₂、A-MoS₂、F-WS₂、P-WS₂、M-WS₂、C-WS₂、SC-WS₂、F-RXI-A、C-RXI-A）,并对经添加剂改性后的碳刷材料进行主要物理性能检测及微观区域的表征,结果表明,改性后的碳刷材料其气孔和微裂纹的尺寸、数量均得到了不同程度的改善。未引入添加剂的碳刷材料其抗折强度为19.97MPa,抗压强度为20.33MPa,肖氏硬度为12HSD。相较于未改性碳刷材料,类石墨烯功能性添加剂中,FNG-A151添加剂将碳刷的抗折强度提升了60.5%,磺化碳纳米粉体将碳刷的抗压强度提升了18.5%,肖氏硬度提升51.7%;二硫族自润滑性添加剂中,P-WS₂型添加剂将碳刷的抗折强度提升了51.6%,N-MoS₂型添加剂将碳刷的抗压强度提升了27%,C-RXI-A型改性二硫化钨添加剂将碳刷的肖氏硬度提高了59.2%。（2）研究了添加剂改性前后环氧树脂基碳刷材料的载流磨损性能,并对其微观磨损区域进行了分析表征,研究发现,相较于未改性碳刷样品7.75mg/h的磨损率和2级的换向电火花等级,经磺化碳纳米粉体改性的碳刷磨损率降至2.5mg/h,电火花等级控制在1级;经C-RXI-A型改性二硫化钨添加剂改性的碳刷磨损率降至1.75mg/h,电火花等级同样控制在1级。且通过磨损面微观形貌分析,经磺化碳纳米粉体和C-RXI-A型改性二硫化钨添加剂改性的碳刷磨损面光滑平整,呈现出“波浪状”层层递进结构。通过对比分析添加剂对碳刷材料抗磨性能的改善效果,由此选取磺化碳纳米粉体和C-RXI-A型改性二硫化钨添加剂进行深入研究。（3）深入研究了不同含量下磺化碳纳米粉体、C-RXI-A改性的环氧树脂基碳刷材料的综合性能。实验结果表明,两种添加剂添加量均为1 wt%时,碳刷的力学性能得到最大程度的改善,且其载流磨损率及换向火花达到最低值。适量的磺化碳纳米粉体有助于协同鳞片石墨粉与环氧树脂粘结剂之间的界面结合,主要通过提高环氧树脂基碳刷材料的整体力学强度来提升其抗磨性能,为增强抗磨;适量的C-RXI-A型改性二硫化钨添加剂有助于在载流磨损过程中促使摩擦副间形成厚度适宜的摩擦膜,较好地避免了磨屑的局部堆积,并且改善了界面粘着的发生,从而主要通过改善碳刷材料的减摩润滑性能来提升其抗磨性能,为减摩抗磨。（4）从磺化碳纳米粉体自身结构入手,深入分析其在界面处的拉拽模式,得出了磺化碳纳米粉体在骨料与树脂基体界面间的“多触点功能化增强”结构,通过改善碳刷材料的力学强度来提升其抗磨性能;通过对磨损表面坑洞磨屑的深入分析,得出了不同尺寸二硫化钨影响动态摩擦膜的作用模型,通过改善碳刷材料的减摩润滑性能来提升其抗磨性能。为载流摩擦学的研究提供了单一类别添加剂的数据库,为树脂基复合材料中添加剂的准确选用提供了参考依据。