随着当今科技的迅猛发展,聚合物基新型复合材料层出不穷,这些新材料因其独特而优异的性能在海洋船舶、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。其中纳米材料因其独特的性能被广泛地用作聚合物的填充材料以提高聚合物基复合材料的摩擦磨损性能,开展此类聚合物基复合材料摩擦学性能的研究已成为高分子材料摩擦学领域的一个研究热点。目前,海洋工程装备中传统金属材料的摩擦副正逐步实现“以塑代钢”,但是,纳米材料填充聚合物在海水环境的摩擦学性能研究较少,因此开展海水润滑环境复合材料摩擦学性能的研究具有重要的实际意义。本文研究纳米Cu填充聚四氟乙烯(PTFE)二元复合材料在干/湿环境下力学及摩擦学性能。分别研究两种环境中纳米Cu填充含量对复合材料力学及摩擦学性能的影响,借助扫描电镜对复合材料磨损表面和316L不锈钢对偶件表面转移膜进行观测,通过试验选出两种环境中综合性能最优的复合材料配比。在此基础上,探究两种环境中最佳配比复合材料在各工况下摩擦学性能,并对其摩擦机理进行初步探讨。研究结果表明:两种环境中,复合材料的拉伸强度随纳米Cu的加入而下降,但硬度均有提高;纳米Cu填充含量相同的复合材料在相同工况下,海水润滑环境中复合材料的摩擦学性能比干摩擦环境中摩擦学性能优异;干摩擦环境中,纳米Cu填充含量为30%的复合材料,其摩擦学性能最好;海水润滑环境中,纳米Cu填充含量为20%的复合材料,其摩擦学性能最佳。分析认为,干摩擦环境中复合材料磨损机理主要表现为粘附磨损、疲劳磨损合磨粒磨损;海水润滑环境中磨损机理主要是粘附磨损、片状剥落和磨粒磨损。在不同的工况摩擦学试验中,干摩擦环境纳米Cu含量30%的复合材料较适用于低速高载工况,而海水润滑环境中纳米Cu含量20%的复合材料较适用于低速低载工况。