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聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,其具有优异的耐高低温、耐溶剂、耐辐射性能,突出的力学及介电性能,常作为高性能热塑性复合材料广泛地应用于机械、电子、军工、航空航天等领域。但纯PI因较低的抗拉、抗压强度,不适宜单独作为摩擦材料使用,加入增强填料能显著提高PI复合材料力学性能和摩擦磨损性能。本文以碳纤维(CF)、碳化硅纤维(SiC纤维)、氧化铝纤维(A1203纤维)、碳粉(C粉)、碳化硅粉(SiC粉)、氧化铝粉(A1203粉)、固体润滑剂(PTFE、MoS2和石墨)为填料,并对填料进行表面处理,以PI为基体,用热模压成型方法制备了不同填料改性PI复合材料。考察了PI复合材料的力学及摩擦磨损性能,用扫描电镜对其拉伸断面、冲击断面和摩擦磨损表面进行了观察,分析了填料种类、填料含量、填料处理方式、偶联剂用量、混杂改性对PI复合材料力学性能和摩擦磨损性能的改善作用,并探讨了作用机理,为拓展PI复合材料的应用提供了有效理论基础。研究结果如下：(1)用偶联剂KH550、高温氧化和超声波+偶联剂KH550(简称超声复合处理)三种表面处理的CF改性PI复合材料性能研究表明：超声复合处理CF改性PI复合材料力学和摩擦磨损性能较好,其拉伸断面微观结构表明,纯PI断面光滑齐整,结构致密,多处形成放射性银纹,呈现典型的脆性断裂,未经处理CF与基体粘结性较差,其断面有纤维拔出的空洞,表面处理CF与PI基体的界面结合较好。(2)三种纤维(CF、AI2O3纤维、SiC纤维)改性PI复合材料性能研究表明：SiC纤维改性PI复合材料的力学和摩擦磨损性能较好,其在150N、200N和250N载荷下磨损量和摩擦系数分别是纯PI的28%和78.7%、13.5%和71.9%、11%和73.1%,SiC纤维/PI复合材料磨损表面犁沟较浅,以粘着磨损为主。当SiC纤维添加质量分数为5%时,SiC纤维/PI复合材料性能较好。(3)SiC纤维分别与固体润滑剂(PTFE、MoS2和石墨)混杂改性PI复合材料的性能研究表明,固体润滑剂的加入会导致复合材料力学性能下降。但固体润滑剂的加入对PI复合材料摩擦磨损性能较大改善,其中以超声复合处理的5%SiC纤维+10%石墨+PI复合材料的摩擦磨损性能较好,其在150N、200N和250N载荷下磨损量和摩擦系数分别是纯PI的19.4%和57.8%、11.6%和63.8%、10.1%和61.5%。(4)粉状填料(C粉、A1203粉、SiC粉)混杂改性PI复合材料研究表明：加入单一Sic粉对提高PI复合材料力学和摩擦磨损性能的效果不明显；Sic粉与固体润滑剂混合改性PI能显著提高复合材料的摩擦磨损性能,其中以PTFE固体润滑剂的效果较好,其复合材料在150N、200N和250N磨损量和摩擦系数分别是纯PI的8.6%和41.7%、4.8%和38.4%、8.6%和40.2%；不同粉状填料与固体润滑剂混杂改性PI研究表明：5%Al2O3粉+1O％PTFE+PI复合材料摩擦磨损性能较好,其在150N、200N和250N载荷下磨损量和摩擦系数分别为纯PI的3.5%和38.3%、2.3%和34.4%、2.7%和40.9%。(5)偶联剂KH550用量对CF/PI复合材料性能影响的研究表明,当偶联剂KH550质量分数为纤维质量的3%时,CF与PI基体界面结合较好,CF/PI复合材料的力学和摩擦磨损性能较好。