减摩耐磨材料在工业生产及人们的日常生活中必不可少,科技的发展和社会的进步对减摩耐磨材料提出了更高的要求,获得集良好的力学性能、摩擦学性能及耐高温性能等综合性能于一身的新型材料一直是科研工作者研究的重点。聚合物基复合材料由于轻质高强、耐磨耐蚀、易加工成型、改性方式多样等优点,在摩擦领学域逐渐代替金属和陶瓷等传统材料成为非常具有应用前景的减摩耐磨材料。本文采用高性能特种工程塑料聚醚醚酮（PEEK）为基体,添加空心微珠与短切碳纤维（SCF）,采用热压成型工艺制备了空心微珠/PEEK,SCF/PEEK二元复合材料及空心微珠/SCF/PEEK三元复合材料,重点考察了该复合材料的力学、摩擦学及热稳定性。研究结果表明:添加SCF能有效提高复合材料的力学性能和热稳定性,当SCF含量为15 wt%时,SCF/PEEK复合材料摩擦学性能最佳。固定SCF含量为15 wt%,向SCF/PEEK二元体系中继续添加空心微珠,可进一步降低复合材料的摩擦系数和比磨损率,同时提高热稳定性,但复合材料的力学性能有所降低。分析认为,在摩擦过程中,SCF在聚醚醚酮基体中能有效承担外界载荷,降低材料的磨损。摩擦过程中脱落的球形空心微珠粒子在摩擦界面处以滚动代替相对滑动,能有效降低界面剪切力,从而保护了SCF和树脂基体,这种纤维-粒子间的协同作用明显改善了PEEK复合材料的摩擦学性能。但空心微珠在基体中并没有承载作用,反而会破坏基体的连续性,使得复合材料的力学性能降低。考虑复合材料的力学、摩擦学和热稳定性能,在本研究体系中,当SCF含量为15wt%,空心微珠含量为10 wt%时,空心微珠/SCF/PEEK三元复合材料综合性能最佳。此时复合材料硬度、拉伸强度、弯曲强度相比于纯PEEK树脂分别提高10.6%、16.3%、8.1%;摩擦系数和磨损率分别降低了49.0%、82.4%;初始热分解温度上升了34℃。对于聚合物基复合材料,其综合性能在一定程度上取决于填料与基体的界面结合效果。本研究通过在SCF表面接枝纳米SiO₂,制备了空心微珠/SCF-SiO₂/PEEK复合材料。红外分析表明接枝效果良好;SEM微观形貌观察发现,SCF表面有明显的絮状的纳米粒子,其表面粗糙度和比表面积大大提高。力学和摩擦磨损测试结果表明,空心微珠/SCF-SiO₂/PEEK复合材料的力学及摩擦学性能明显优于空心微珠/SCF/PEEK复合材料。