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聚合物自润滑复合材料具有良好的自润滑性、比强度高、质量轻和加工性能好等特点，作为润滑、密封部件广泛的应用于航空航天、机械、石油、化工等领域。尽管如此，大多数聚合物基润滑材料不能够满足现在工业发展对运动部件的高速化、重载化、耐高低温以及精密控制化的要求，特别是在特殊工况如高PV、高频微振动（大于30KHz）、高低温以及真空环境条件下聚合物基润滑材料存在磨损率大、摩擦系数波动性大等问题。因此，开发具有高强度、耐高低温、高耐磨、高极限PV值、高摩擦稳定性以及环境适应性的聚合物自润滑复合材料已成为当前研究的热点之一。 基于此，本论文分别以特种工程塑料聚四氟乙烯以及聚酰亚胺为研究树脂基体，考察了结晶度、增强纤维、固体润滑剂、功能填料以及纳米颗粒对材料机械性能、耐磨性能、极限PV值以及摩擦系数稳定性的影响，研究了在高PV条件下材料的摩擦磨损行为以及失效机理，探究了增强纤维、固体润滑剂、功能填料以及纳米颗粒随PV值变化对摩擦磨损性能的影响以及磨损机理的演变。通过增强纤维、固体润滑剂以及功能填料（包括纳米颗粒）的改性提高了润滑材料的极限PV值以及摩擦系数的稳定性。具体得出以下几个方面的结论: 1.研究了结晶度对聚四氟乙烯机械性能、摩擦磨损性能以及极限PV值得影响，考察了不同速度、表面粗糙度对聚四氟乙烯摩擦磨损行为以及极限PV值的影响，并探究了聚四氟乙烯随PV值以及结晶度变化的磨损机理。结果表明，聚四氟乙烯耐磨性能与结晶度的关系存在温度依赖性。从微观角度分析，PTFE磨损过程可以看作为材料拉伸撕裂的过程。拉伸断裂所消耗能量的多少反映了材料抗磨性的强弱。经计算摩擦界面平均温度在110℃以上，接近或超过聚四氟乙烯玻璃化转变温度。众所周知，在Tg以上，结晶区的物理交联作用导致PTFE拉伸强度随结晶度的增加而增加。这也就意味着磨损同质量PTFE材料时，高结晶度PTFE较低结晶度PTFE需要消耗更多的能量。因此，在本实验工况条件下，PTFE磨损率随结晶度的增加而降低。同样，PTFE极限PV值随结晶度增加而增加。 2.考察了玻璃纤维和二硫化钼对短切碳纤维增强PTFE复合材料摩擦磨损性能及其极限PV值的影响，探究了复合材料在高PV条件下磨损及失效机理。研究结果表明，二硫化钼优异润滑性能降低了复合材料磨损率，玻璃纤维在摩擦热作用下通过机械剪切、挤压以及摩擦烧结等方式于对偶表面形成一层具有优异抗刮擦、抗承载能力的润滑膜。二硫化钼与玻璃纤维之间的协同作用和短切碳纤维优异的机械增强作用共同提高了整个摩擦副在高PV条件下的摩擦磨损性能。复合材料PTFE/S CF/GF/MoS2在1m/s时极限PV值达到9.33MPa·m/s，2m/s时达到15MPa·m/s。 3.探究了固体润滑剂和纳米二氧化硅对纤维增强聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能的影响以及宽PV范围内固体润滑剂和纳米二氧化硅在摩擦磨损过程中的行为演变和材料摩擦机理。结果表明，固体润滑剂的氧化失效以及与树脂间弱的界面结合力限制了复合材料在高PV条件下摩擦磨损性能。纳米二氧化硅的滚珠作用、通过摩擦化学/摩擦烧蚀等作用形成的硅基润滑膜以及材料优异的机械性能保障了在高PV条件下材料的抗磨损性能，有效地提高了PI/SCF/SiO2极限PV值，并且在3m/s时极限PV值达到152.3MPa·m/s。 4.考察了功能填料、高低温以及真空度对聚四氟乙烯基摩擦材料摩擦系数稳定性以及耐磨性能的影响，研究了机械性能与摩擦系数稳定性的相关性。结果表明，通过功能填料的改性PTFE摩擦材料的摩擦磨损性能得到不同程度的改善。优异的抗变形能力以及热机械性能降低了材料摩擦磨损性能对摩擦热的敏感性以及热衰退效应。摩擦材料PTFE/GF/MoS2/SiO2/Cu在纳米二氧化硅以及纳米铜粉的协同作用下提高了材料大气环境中宽温度范围内摩擦系数稳定性。该材料装配60＃超声电机表现出较好的输出性能:最高空载转速、输出功率以及堵转扭矩分别达到220r/min、9.9W以及1.21N·m。在高真空环境下，摩擦材料摩擦系数随温度降低呈现降低的趋势，磨损率呈现先降低后增加的趋势。磨损由黏着磨损逐渐演变为磨粒磨损以及疲劳磨损。