本论文以提高环氧树脂涂层的耐磨性为目标，以改性的纳米A12O3粒子、短碳纤维和二硫化钼为填料，研究了不同填料对涂层耐磨性的影响，同时对复合材料的其它性能如热分解性能、弯曲性能以及涂层的硬度和粗糙度等进行了分析，对其摩擦磨损机理进行了初步探讨。 为了改善纳米粒子在环氧树脂基体中的分散性，提高无机粒子与基体的界面结合力，选择了硅烷偶联剂KH550和KH570分别对粒子表面进行改性。在固化程序下，KH550改性的粒子表面的一NH2基团能与环氧基团进行反应，增强粒子与基体之间的界面粘结；而KH570改性的粒子则因不能与环氧树脂基体反应，并且改性后粒子的纳米效应减弱，导致效果反而不如未改性的纳米粒子。 本论文系统研究了各种聚合条件(加料顺序、偶联剂加入量、反应时间)对改性效果的影响。TGA测试表明获得了不同接枝率的改性粒子。对改性粒子进行的TGA测试以及FTIR测试证明了KH550改性的纳米粒子能够与环氧树脂发生反应，而KH570改性的纳米粒子不能发生反应。 通过引入一个新的参数a=实际最终残余物的量／不产生影响时的理论最终残余的量，分析了粒子对环氧树脂复合材料热分解过程中的作用，结果表明：加入未改性的纳米粒子或KH550改性后的纳米粒子，有利于体系在热分解过程中的成碳过程；而KH570改性的纳米粒子不利于复合材料在热分解过程中的成碳过程。结合粒子对复合材料其它方面性能的影响，分析了不同粒子对复合材料热分解过程中的影响的可能原因。 涂层的摩擦磨损性能研究表明，在环氧树脂中加入纳米A12O3粒子或KH550改性A12O3粒子后，粒子的存在提高了硬度，抑制了裂纹的发展，减轻了材料的破坏；由于KH570改性的A12O3粒子在基体中的分散性以及界面作用较差，所以含量提高时，耐磨性变差；在添加A12O3粒子填充体系摩擦过程中，在表面形成片层结构，有效降低了材料的磨损量：增加纳米A12O3粒子或KH550改性A12O3粒子的填充量，复合体系磨损量变化较小。在填充KH550改性A12O3粒子的体系中加入短碳纤维后，环氧树脂耐磨性可以得到进一步提高，这是由于涂层中横向排布的碳纤维可以起到分散载荷以及润滑的作用，降低了砂轮对涂层的碾压和刮擦，但是加入的纤维的量过多时，由于纤维之间以及纤维与环氧树脂之间的相互作用力较小，容易脱落，反而不利于耐磨性的提高；二硫化钼的加入有利于片层结构的形成，能进一步降低黏着磨损，所以进一步提高了耐磨性；但是碳纤维和二硫化钼的量都不能太高，碳纤维过高时，在涂层中的堆叠分布增加了材料的破坏，而二硫化钼与基体的界面结合力较弱也对耐磨性会产生不利影响。 复合材料高的弯曲模量和良好的界面作用有利于提高涂层的耐磨性，此外，耐磨性还与摩擦过程中片层结构的形成有关；涂层的摆式硬度和邵氏硬度越大，耐磨性能越好，可能是因为TEPA固化的涂层在实验条件下，因为硬度的提高能降低材料的黏着磨损，同时粒子的加入也有利于形成更光滑的片状转移层。 此外本文还研究了高、中、低温固化剂对涂料的减摩耐磨和其他性能的影响。分别选用DDS、EMI-2,4和TEPA为固化剂，考察不同固化剂固化的涂料的耐磨性，以阐明环氧树脂基体的网络结构对涂料耐磨性、耐热性等性能的影响。结果表明磨损圈数和载荷较小时，DDS固化的涂料有很好的耐磨性，主要原因是DDS固化的涂层硬度更大；而当磨损圈数超过2000转后，四乙烯五胺固化的涂料因为能够形成润滑性非常好的转移层，其耐磨性反而更好。咪唑固化的涂层因为网络结构中为醚健-O-，其耐热性最好，但本实验实验条件下涂层的温度较低，不同固化剂固化的材料的热性能对材料的耐磨性能的影响较小；弯曲模量和硬度越大的材料的耐磨性在磨损圈数较少的时候越好，但是随着圈数的增大，由于硬度小而容易形成转移层的优势使得TEPA固化的涂层耐磨性反而更好：同时TEPA固化的涂层在形成转移层的过程中的随机性导致其固化的涂层表面粗糙度很大。