聚四氟乙烯（PTFE）具有化学性能稳定、耐高低温、自润滑性能好和摩擦系数极低的特点,是目前新型的工程塑料,但是由于耐磨性较差限制了其在很多领域的应用。为了将聚四氟乙烯应用到更多场合,需要研究如何提高聚四氟乙烯涂层的摩擦学性能。针对以上问题,本论文通过优化各组分之间的配比,制备了PTFE复合涂层,并填充纳米颗粒进一步改善PTFE复合涂层的摩擦学性能,系统的研究了纳米颗粒在涂层中的作用机理。首先,对PTFE复合涂层进行了组分优化设计,以聚四氟乙烯为基础,聚酰胺酰亚胺（PAI）为粘结剂,氧化铝（Al2O3）为填料,并确定每个因素及其水平,制定三因素三水平正交试验表,评价指标是维氏硬度、接触角、附着力和耐冲击性能。将试验的结果放入到正交试验表中,采用极差分析的方法分析各因素对指标的影响情况,从而选择出最佳的组合方案:PTFE（45 wt.%）、Al2O3（15 wt.%）、PAI（15 wt.%）。其次,研究了纳米六方氮化硼（h-BN）对聚四氟乙烯复合涂层的影响。随着h-BN含量的不断增加,复合涂层的显微硬度不断下降。在摩擦系数方面,PTFE复合涂层的摩擦系数随h-BN含量的增加先下降后提高,最佳值的摩擦系数较未添加h-BN时降低了23.7%;在磨损率方面,当h-BN的质量分数达到最佳值时,磨损率降低了69.0%,当含量过多时,PTFE复合涂层的磨损率反而提高。主要是因为当h-BN在外力的作用下脱落进入摩擦副之间,而h-BN具有良好的润滑作用,但加入过多的纳米h-BN,会出现团簇现象,涂层的致密性会受到影响,磨损率就会提升。然后,研究了纳米氮化硅（Si3N4）对聚四氟乙烯复合涂层的影响。为了氮化硅能均匀分散到复合涂层中,需对Si3N4表面进行改性。利用显微电子扫描（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）对改性前后的纳米氮化硅进行表征,证明了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）已经成功接到纳米Si3N4表面。复合涂层的硬度随纳米Si3N4含量的增加先增加后降低,呈倒“V”字型,显微硬度最佳值较未添加Si3N4时提高了13.3%。复合涂层的摩擦系数和磨损率随纳米Si3N4含量的增加先减小后增加,呈“V”字型,最佳值时磨损率较未添加Si3N4降低了70.0%。主要是因为纳米Si3N4的加入可以填补复合涂层的间隙,涂层会更加致密,同时提高了涂层的硬度,作为刚性支撑点优先承载载荷,具有弥散强化的作用。但当加入过量Si3N4时,复合涂层的表面性能反而变差,主要是因为Si3N4难以在复合涂层中均匀分散,形成应力集中,涂层摩擦学性能下降。最后,研究了纳米h-BN/纳米Si3N4对聚四氟乙烯复合涂层的影响。发现h-BN充当固体润滑剂和Si3N4作为刚性支撑点具有良好的协同作用。当h-BN:Si3N4=1:1.5时,摩擦系数达到最低值,降低了21.9%,当h-BN:Si3N4=1.5:0.5时,硬度达到最大值,同时磨损率也达到了最低值,相对于未添加纳米颗粒的复合涂层降低了83.3%,与单独氮化硅复合涂层相比降低了44.5%。同时研究了h-BN:Si3N4=1.5:0.5复合涂层在高温下的摩擦学行为,发现复合涂层在120℃、200℃、300℃下的摩擦系数与市场上成熟的不粘涂层相比只相差4.5%、17.3%、2.1%,在120℃、200℃、300℃下的磨损率与市场上成熟的不粘涂层相比只提高了11.1%、8.7%、15.6%,为PTFE复合涂层在高温下的应用提供了科学的指导。