随着材料科学的发展，改性PTFE复合材料在人类生活生产中的应用越来越广泛。材料的成分、结构与其性能之间有着直接的联系。因此，研究分析改性PTFE复合材料成型工艺、填料种类、组分等对分析其性能有着重要意义。本课题采用模压成型工艺制备了经表面处理的填料填充改性PTFE复合材料，分析了模压压力、填料含量、填料种类以及单一填料与多元填料对复合材料的影响。同时，基于PTFE复合材料微观结构SEM图像，在MATLAB环境下进行图像处理，提取断口截面分布的纤维与孔洞特征，以研究复合材料微观结构中纤维与孔洞的分布规律，为探索PTFE复合材料微观结构与宏观性能间相关性奠定基础。　　 (1)对不同模压压力成型的CF改性PTFE复合材料研究表明:随成型模压压力增大，复合材料耐磨性提高，成型压力35MPa时磨损量仅为15MPa时磨损量的44.9％，且摩擦系数降低;而复合材料的硬度、比重和压缩强度受成型压力影响较小。　　 (2)对不同含量CF改性PTFE复合材料研究表明:复合材料的力学性能及摩擦磨损性能等均随着含量的加大而提高。15％CF改性的复合材料硬度为56.3HRE，是纯PTFE的1.65倍;压缩强度为130.53MPa，是纯PTFE的4.58倍;比重下降为2.074g/cm3;而其磨损量在载荷80N，速度0.6m/s、0.8m/s、1m/s时分别为纯PTFE的4.33％、7.93％、9.70％。当含量由15％增至25％，复合材料硬度由纯PTFE的1.65倍增至1.99倍;压缩强度均在纯PTFE的4.5倍以上;CF含量较高时，PTFE复合材料随转速增大磨损量增幅减小;CF含量对PTFE复合材料玻璃化转变温度Tg影响较小，其Tg均在340℃附近。　　 (3)与单一CF改性相比，混合填料改性PTFE效果更明显。二元混杂填料(5％的Al2O3粉、Al2O3纤维、SiC粉、SiC纤维分别与20％CF混合)改性PTFE复合材料耐磨性大幅度提高，与纯PTFE相比，其磨损量降低了2个数量级，且纤维填料比粉状填料改性耐磨性好，以填料SiC纤维改性最佳;随载荷和转速增加，改性PTFE复合材料磨损量增大，其中粉状Al2O3复合材料增幅较大，而SiC纤维的复合材料增幅较小。5％SiC纤维与20％CF混合改性PTFE复合材料综合机械性能最优，减磨效果最佳，磨损量仅为纯PTFE的4.61％。热性能分析表明:纤维填料改性PTFE复合材料只有一个较小吸热峰，而粉状填料改性PTFE复合材料有两个吸热峰。当填料种类由一元增至三元时，复合材料玻璃化转变温度Tg逐渐升高，混合填料改性效果逐渐明显，三元填料改性PTFE复合材料综合性能更为显著，以2％石墨+3％SiC纤维+15％CF三元填料改性效果优于2％石墨+3％GF+15％ CF三元填料改性效果，表明石墨、CF与SiC纤维协同效应更显著。　　 (4)利用MATLAB数字图像处理技术对采集的改性PTFE复合材料微观结构SEM图像进行处理，比较最大类间方差法、一维最大熵法、局部阈值分割三种图像分割算法分割结果表明，局部阈值分割效果最好，PTFE复合材料微观结构中纤维细节能较好显示，且能抑制背景噪声;最大类间方差分割次之，部分纤维细节能较好显示，但有较多背景噪声;一维最大熵算法效果最差，其未能分割出图像底部纤维，且分割的纤维填料完整性较差。同时基于Hough变换和数学形态学初步提取材料断口截面分布的纤维，纤维提取较全面完整;用Gilles斑点检测SEM图像中孔洞，大多数孔洞能被有效提取。　　 (5)初步探讨改性PTFE复合材料微观结构与宏观性能关系的研究表明:当成型压力为15MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出会形成较多孔洞，填料与基体结合质量较差，填料支撑作用及对PTFE束缚较弱，材料硬度、压缩强度及摩擦磨损性能提高不明显;当成型压力为25MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出形成孔洞较少，断面拉断纤维增多，填料与基体结合质量较好，复合材料宏观性能提高也较大;当成型压力为35MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出形成孔洞更少，纤维被基体较好包覆，填料与基体结合结合质量最佳，填料与基体相互作用构成整体，填料的增强作用充分发挥，材料宏观性能也显著改善。随着模压压力增大，PTFE复合材料微观表面孔洞数量、面积最大值和平均面积分数逐步减小，而纤维数量、面积最大值和平均面积分数先增大后减小，为进一步研究改性复合材料微观结构与宏观性能相关性奠定基础。