科学技术的迅速发展促使材料科学向着高性能化、功能化、复合化的方向发展，聚合物基复合材料以其综合性能的优异、应用领域的广泛而备受人们青睐，得到了迅速发展。本论文选择无机填料改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的材料设计和UHMWPE作为摩擦学材料时耐热性能、抗承载性能的改进研究作为主要研究方向。本文首先对填料进行了改性处理，研究了偶联剂对碳化硅/UHMWPE复合材料的力学性能和耐热性能的影响。实验表明：添加偶联剂后大大改善了碳化硅/UHMWPE复合材料的性能；其中硅烷偶联剂和大分子偶联剂配制的复合偶联剂更好的改善了填料与UHMWPE的界面粘接，经过复合偶联剂处理的复合材料的力学性能和耐热性能较单独使用偶联剂的复合材料高。其次，采用纳米包覆技术制备了SiO2包覆纳米碳化硅复合粒子，利用透射电镜和红外光谱分析对包覆效果进行表征。将此纳米SiC包覆粒子填充到UHMWPE中，分析其在UHMWPE基体中的分散性，并考察其对复合材料耐热性能、抗承载性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明：包覆改性方法对碳化硅在基体中的分散起到了良好的促进作用，并使填料与基体的界面结合加强，从而使碳化硅/UHMWPE复合材料在耐热性能，抗承载性能和摩擦磨损性能上都有了极大的提高。单一填料往往只提高了高分子复合材料某方面的性能，而其他性能有可能达不到要求，甚至有所下降。基于此原因，本文在单独使用碳化硅的基础上，从复合填料填充改性UHMWPE入手，设计了正交实验方案，研究了包覆碳化硅/纳米氮化硅/二硫化钼/硅酮粉复合填料体系填充改性UHMWPE。实验结果表明：复合填充具有明显的协同效应，可以有效优化耐热性能、抗承载性能和摩擦磨损性能，弥补了单一填料的不足，磨损SEM证明了这种协同效应的存在。