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聚醚醚酮（PEEK）树脂是一种综合性能优异的高性能热塑性树脂材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐辐照等突出优点，在航空、机械、石油、化工、核电、轨道交通、医疗等众多领域有着及其广泛的应用。三维编织纤维增强复合材料具有强度高、整体性好等优异特性。因此采用三维编织技术与热压技术结合，制备三维编织碳纤维增强聚醚醚酮(C3D/PEEK)复合材料，可在高载、高温及高磨损环境中得到广泛的应用。本课题采用三维编织技术与热压技术结合，制备了不同纤维含量的C3D/PEEK复合材料。研究了工艺条件、碳纤维体积含量对复合材料力学性能的影响，同时探讨了C3D/PEEK复合材料的摩擦磨损性能，并对该复合材料在不同条件下的磨损机理进行了深入探讨，以探讨该材料用于高速列车转向架齿轮的可行性。研究结果表明，当碳纤维体积含量不超过54%时，以混编纤维预干燥2h、370℃热压温度及0.5MPa热压强度的工艺条件下可获得表面状态良好、纤维浸渍充分的C3D/PEEK复合材料。提高碳纤维体积含量和表面氧化处理可显著提高材料的力学性能。但是当碳纤维体积含量超过60%时，需要适当延长预干燥和成型保温时间，并将热压温度提高到390℃时才能得到表面状态良好、纤维浸渍充分的C3D/PEEK复合材料。随着碳纤维体积含量的升高，复合材料的弯曲强度和弯曲模量增大，冲击韧性呈线性上升。当碳纤维含量达到60%时，升高趋势变缓，复合材料的脆性变大。C3D/PEEK复合材料的摩擦磨损测试结果表明，碳纤维的加入使得C3D/PEEK复合材料的耐磨性提高，且随着碳纤维体积含量的增加，复合材料的摩擦系数和磨损率减小，复合材料的耐磨性更好。适当的润滑介质可以显著降低C3D/PEEK复合材料的摩擦系数，提高复合材料摩擦磨损性能，同时，去离子水和海水润滑条件不会改变C3D/PEEK复合材料摩损机理，与干摩擦条件下一致，磨损机理以磨粒磨损为主。当C3D/PEEK复合材料与PEEK对磨时，具有更低的摩擦系数，同时磨损机理以磨粒磨损为主，粘着磨损为辅。已有的研究结果为C3D/PEEK复合材料满足塑料齿轮的一些性能要求，有望成为一种新型的高速列车转向架塑料齿轮材料。