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采用高速火焰喷涂技术在17-4PH不锈钢基底上喷涂四种粒径（20μm、40μm、80μm和100μm）的聚醚醚酮（PEEK）粉末,制备出四种PEEK纯涂层。通过扫描电镜,红外光谱仪、拉曼光谱仪,X射线衍射仪,差示扫描量热仪、热重分析仪器、球-盘式摩擦磨损试验仪等仪器测试分析了PEEK纯涂层的微观形貌、化学结构、力学性能、热性能和摩擦学性能。然后将两种粒径的碳纤维（CF）以三种质量含量（10%、20%和30%）添加到粉末粒径为20μm的PEEK中,通过相同的技术制备了CF/PEEK复合材料涂层,研究CF的粒径和含量对PEEK复合材料涂层的微观形貌,化学结构,孔隙率,纳米硬度和弹性模量和热性能的影响,最后在变速度变载荷条件下探究其摩擦磨损性能,并分析其磨损机理。（1）粉末粒径为20μm的PEEK纯涂层更均匀、致密,与基底结合状态更好;而粉末粒径为40μm、80μm或100μm的PEEK纯涂层表面出现了微孔等缺陷,且涂层与基底的结合部分也有明显的孔洞。并且随着原始粉末粒径的增加,PEEK纯涂层的孔隙率表面粗糙度呈上升的趋势,而涂层的纳米硬度和弹性模量呈下降的趋势。并且与原始粉末相比,四种PEEK纯涂层都产生了饱和脂肪基甲基、亚甲基和羧基新官能团,PEEK纯涂层发生了不同程度的热降解,结晶度、热稳定性、结晶温度和熔点也都有不同程度的下降。而随着粉末粒径的增加,PEEK纯涂层的摩擦系数呈下降的趋势,降幅较少,而比磨损率呈明显上升的趋势。（2）粉末粒径为50μm的CF填充到粉末粒径为20μm的PEEK的CF/PEEK复合材料涂层的微观形貌表面很光滑,表面也只有极少的微孔,涂层与基底的结合部分没有出现孔洞。与粉末粒径为20μm的PEEK纯涂层相比,CF/PEEK复合材料涂层的表面粗糙度较低,纳米硬度和弹性模量较高;与原始粉末相比,CF/PEEK复合材料涂层的化学结构也发生了变化,并且CF增加了新官能团的含量,加剧了热降解,提高了结晶度和热稳定性,降低了结晶温度,CF的含量对复合材料涂层的熔点无明显影响。粉末粒径为25μm的CF填充到粉末粒径为20μm的PEEK的CF/PEEK复合材料涂层的微观形貌表面也较光滑,并且涂层与基底的结合状态也较好。与粉末粒径为50μm的CF填充到PEEK复合材料涂层相比,粉末粒径为25μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的表面粗糙度更低,而纳米硬度和弹性模量更高,结晶度和结晶温度较低。并且CF的粒径对PEEK复合材料涂层的热降解程度和热稳定性无明显影响,粒径较大的CF添加到PEEK复合材料涂层能够使CF/PEEK复合材料涂层的结晶度更高,结晶温度更低;CF的粒径和含量对CF/PEEK复合材料涂层的熔点无明显影响。（3）CF/PEEK复合材料涂层在载荷为5N,速度从0.1m/s,0.2m/s到0.5m/s时,对于平均摩擦系数,在0.1m/s时,随着CF含量的增加,平均摩擦系数逐渐下降;而在0.5m/s时,随着CF含量的增加,平均摩擦系数逐渐上升,但变化幅度较小。对于磨损率,在相同速度下,两种粒径的CF含量在10%时磨损率最低,且粒径为25μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的磨损率比粒径为50μm的低。整体上CF/PEEK复合材料涂层在恒载变速下平均摩擦系数和磨损率基本呈上升的趋势。CF/PEEK复合材料涂层在速度为0.2m/s,载荷从3N,5N到7N时,在相同的载荷下,两种粒径的CF都在含量为30%时平均摩擦系数最低;而对于磨损率,随着载荷的增加,CF/PEEK复合材料涂层基本上呈上升的趋势,且CF的含量在10%时,粒径为25μm的PEEK复合材料涂层的磨损率比粒径为50μm的磨损率低。并且与PEEK纯相比,粒径为25μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的平均摩擦系数较低,粒径为50μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的磨损率较低,两种粒径的CF对PEEK复合材料涂层的摩擦磨损性能都有增强效果。（4）粒径为20μm的PEEK纯涂层磨痕表面较光滑,表面有较少的塑性变形,磨痕边缘有少量的粘附层。与PEEK纯涂层相比,粒径为50μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的磨合表面较光滑,表面磨屑很少,磨痕边缘有少量的粘附层;而粒径为25μm的CF填充到PEEK复合材料涂层的磨合表面较粗糙,磨痕表面出现大量的磨屑,磨痕更深也更宽,磨痕边缘也堆积有较多磨屑,并且磨痕表面出现坑洞。PEEK纯涂层、CF/PEEK复合材料涂层的磨损机理都是磨粒磨损和粘着磨损。