水力机械过流部件的空蚀破坏历来为人们所广泛关注,我国西南河流流经喀什特地貌地区,流速高且水流中携带大量的气泡,当水流通过水轮机过流部件时造成严重的空蚀磨损,研究和开发新型抗空蚀材料一直是人们寻求解决水力机械空蚀的主要途径。本论文设计了纳米SiO₂/玻璃微珠/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料体系,并通过压制烧结工艺制备出复合材料,考察了复合材料的硬度、冲击韧性、弹性模量和摩擦学性能,研究了复合材料的空蚀性能和空蚀机理,以此为基础进一步分析了材料空蚀率与材料主要机械性能的相关性。主要结论如下:1、改性后的纳米SiO₂和玻璃微珠在UHMWPE基体具有良好的分散性,纳米SiO₂和玻璃微珠的加入不仅可以提高UHMWPE材料表面硬度,同时还保持着较高的冲击韧性和弹性性能。与纯UHMWPE相比,复合材料耐磨损性能更好,磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损和疲劳磨损。2、相比纯UHMWPE,复合材料具有更好的抗空蚀性能,其中含4%纳米SiO₂和6%玻璃微珠组分的复合材料抗空蚀性能显著提高,这可解释为纳米SiO₂和玻璃微珠的加入使得空蚀裂纹的扩展受阻和钝化,提高了热传导性能,使空蚀时的冲击能量能快速传递开来,产生的热量被迅速带走。3、纳米SiO₂和玻璃微珠填充的UHMWPE复合材料空蚀损伤机理主要是由于气泡溃灭产生高速冲击波或微射流使材料表面产生塑性变形和孔洞,进而裂纹萌生、扩展导致材料剥落。4、复合材料抗空蚀性能与其机械性能密切相关,通过拟合,制备的复合材料硬度相关指数值在1.2².3之间,冲击韧性指数值0.3,弹性模量指数值在-1^-2之间,即复合材料空蚀率与表面硬度、冲击韧性和弹性模量倒数成正比。