随着“绿色化”概念的普及以及航天、军工、海洋等尖端领域对高效的润滑系统设备的迫切需求,具有低密度、高强韧、高耐磨和可回收等优点的碳纤维增强树脂基复合材料的应用日益增加。然而,因碳纤维表面光滑以及化学活性低等特点,使得其与树脂基体的浸润吸附和机械锚定效应差,导致碳纤维与树脂基体间在高速重载等苛刻条件作用下容易发生界面脱粘破坏。同时,由于碳纤维增强树脂基复合材料大多通过热固性树脂与碳纤维粘结复合而成,分子链三维交联赋予热固性树脂高性能的同时也导致其面临两大瓶颈问题:（1）强度和韧性之间的矛盾问题;（2）不可回收的技术难题。针对碳纤维的表面惰性、热固性树脂基体强韧性低、耐磨性差及不可回收等问题,本论文基于复合材料多尺度界面和动态分子键等理论知识,分别将多尺度碳纤维、低熔点固体润滑剂和阳离子-π交联的吲哚基聚六氢三嗪（PHT）可回收热固性树脂相结合,可控构建高强韧、高抗磨和可回收的聚合物基自润滑复合材料。主要研究内容如下:（1）为提升碳纤维表面粗糙度和浸润性,采用气相沉积和电镀氧化法,在碳纤维表面分别生长了一维线状CNT和二维片状ZnO的多尺度刚性纳米界面层,分析了碳纤维表面纳米结构的微观形态、空间分布和粗糙度对于界面相容性以及耐磨性的作用机制。分析可知,线性CNT虽缓解了界面模量差异,但其表面惰性导致浸润性较差,而类似“盾牌”结构的二维ZnO纳米片具有较好的界面相容性,赋予了碳纤维表面更大的比表面积以及应力承载能力,使PHT/ZnO@CFC获得了更为稳定的耐磨性能。在干燥条件下,相较于PHT/CFC,PHT/ZnO@CFC的摩擦系数降低了 57%。此外,由于界面结合性能的提升,PHT/ZnO@CFC拉伸性能有所改善,拉伸强度提高至 212.87MPa;（2）为赋予PHT基体自润滑特性,选取碳基润滑材料和聚四氟蜡（PEW）润滑材料作为PHT基体润滑添加剂,并在此基础上通过调控润滑相掺杂量,使复合材料在耐磨性能以及使用寿命上得到进一步提升。根据摩擦磨损实验结果分析可知,经离子液晶改性的石墨烯/碳纳米管杂化碳基润滑材料最佳配比为1:3,而改性后的碳纳米管在耐磨性的提升上更具优势。但在长期磨损条件下,硬质线状润滑相承载能力方面仍具有一定局限性,因此软质PEW润滑相对材料寿命的提升优势就更为突出,长时间磨损工况下,其摩擦系数仍稳定于0.12左右。此外,复合材料还拥有了自修复性能,这与PEW的低熔点特性有关,经过不同环境下的三次循环的自愈合摩擦实验验证,在120℃下的自愈合过程对于PHT-PEW0.03/CFC耐磨性没有影响。此外,软质PEW所构筑的柔性过渡层也极大的缓解了界面处的应力集中,使拉伸强度提升至287 MPa;（3）为改善PHT基体韧性,调整刚性链段结构,通过高温闭环反应制备了含有吲哚支链的PHT基体（In-PHT）,选取负载K+和Zn2+的氧化石墨烯（GO）作为增强相,通过金属离子与In-PHT形成阳离子-π相互作用,在基体与增强相间构筑非共价键合,探究了两种非共价键合对复合材料耐磨性能的影响。摩擦磨损实验结果表明,得益于ZIF-8@GO较好的承载能力,复合材料磨痕宽度降至0.2 μm。为进一步降低摩擦系数,选取PEW作为润滑相,所得复合材料在长期摩擦工况下摩擦系数均低于0.17（300 min）。此外,由于PEW的引入,赋予了复合材料自愈合性能,使其自修复前后摩擦系数均保持于0.2左右。阳离子-π的构建,使界面同时拥有了物理增强和化学键合,为基体的强韧性提升设计了新方案;（4）由于以上的改性方案在纤维和基体界面间缺少动态键合,采用水热法在碳纤维表面生长结构稳定的FeOOH纳米棒刚性过渡层,并在其表面负载丰富的Fe3+,从而与In-PHT吲哚支链形成有效的阳离子-π非共价键合。结果表明,即使在碱性腐蚀环境下,具有稳定刚性过渡层的复合材料的摩擦系数仍稳定于0.25左右。同时,还引入PEW润滑相于界面间形成柔性过渡层,通过SEM和EDS对界面微观结构进行表征,分析了刚柔界面结构协同作用对复合材料界面增强机制。拉伸实验结果表明,在刚柔界面的协同增韧下,复合材料拉伸强度增至322 MPa,且在的长期磨损实验中（600 min）,其平均摩擦系数降至0.15。此外,复合材料也拥有自愈合性能,在多种环境下磨损后自愈合的摩擦系数也稳定于0.15左右。这种具有高效自愈能力的耐用多尺度碳纤维增强吲哚基聚六氢三嗪复合材料（In-PHT-CFRPs）有望适应更为严苛的实际摩擦工况。