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随着汽车、航天等行业的快速发展,对应用于本领域的工程塑料齿轮的应用工况要求更加苛刻。工程塑料齿轮易出现轮齿折断、齿面磨损等失效形式,因此制备强韧性和高温自润滑性能有机统一的高温自润滑复合材料,对提高工程塑料齿轮的应用工况以及延长使用寿命具有重要意义。本文基于高分子聚合物官能化和合金化技术,结合多元复合填料的协同改性机理对PEEK基高温自润滑复合材料进行设计制备,并对其物理性能、机械性能、热学性能以及摩擦学性能进行了系统研究。采用溶解度参数和玻璃转化温度相结合的方法对复合材料基体进行研究,结果表明:三元PEEK/PEI/PES基体的相容性较好,并确定其组分比为85/10/5。基于复合材料的耐磨性和增强性原则,添加不同含量的短碳纤维（SCF）、二硫化钼（MoS2）、钛酸钾晶须（PTW）、二氧化钛（TiO2）作为复合材料增强相;采用传统数学模型和有限元相结合的方法,研究了添加剂组分及组分比与复合材料摩擦系数、弯曲强度和摩擦生热引起温升的关系。采用真空热压烧结法制备了复合材料,并对其机械性能和热学性能进行测试。结果表明:复合材料弯曲强度、硬度以及热稳定性均明显增强,弯曲强度随着MoS2、PTW、TiO2含量的增加先增大后减小,而随着SCF含量的增加逐渐增大。干摩擦条件下,在高温摩擦磨损试验机上对复合材料进行摩擦磨损试验。结果表明:在添加剂的协同作用下,PEEK基高温自润滑复合材料的摩擦学性能得到提高。随着SCF和MoS2含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率先减小后增大;随着PTW晶须含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率都逐渐降低;随着TiO2含量的增加,复合材料的摩擦系数先减小后增大,而磨损率逐渐增大。当添加剂SCF、MoS2、PTW的质量分数分别为10%、10%、15%时,复合材料摩擦学性能最优,其摩擦系数和磨损率分别为0.25和1.65′10-8cm3·N-1·m-1。相对于试验转速和载荷,温度改变对复合材料的摩擦学性能影响较大。随着温度的升高,复合材料的摩擦系数先减小后增大,而磨损率逐渐增大。当试验温度为100℃时,复合材料摩擦系数最低,复合材料适合的温度工况为0150℃。通过SEM和XRD对摩擦磨损表面进行分析,探讨了复合材料的自润滑机理。