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碟式太阳能热发电技术与传统光伏发电相比，具有初始投资低、经济效应好、应用模式广等优点，近年来受到广泛关注。斯特林发动机是组成该系统的核心部件，而其动力性能和可靠性又与密封设计技术密切相关，为保证发动机的效率，必须确保密封件材料需具备优异的耐磨性能和较强的润滑性能以及热稳定性。
聚四氟乙烯(PTFE)以其优异的化学稳定性与自润滑性能被广泛应用于发动机的密封件设计中，但由于特殊的分子间结构使其耐磨性较差，限制了在摩擦部件上的使用。为此，国内外学者使用不同填料对 PTFE 进行填充改性以改善其摩擦学性能。聚苯硫醚(PPS)因具有良好的力学性能、较强的抗蠕变能力及优异的耐磨性等优点，常用于聚合物共混以增强复合材料的摩擦磨损性能。与传统填料相比，纳米填料在填充量较低的情况下就可以很好地弥补高分子聚合物的自身缺陷，从而保留聚合物基体固有的优良性质，使复合材料的摩擦学性能得到明显改善，在苛刻工况下任然具有优异的摩擦磨损性能。
纳米碳化锆(Nano-ZrC)具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点，是一种性能良好的新型改性材料。目前，国内外研究中对于纳米碳化锆改善 PTFE 复合材料摩擦磨损特性的相关报道较少。本文采用 PPS与不同配比的纳米碳化锆填充改性 PTFE，使用机械共混、冷压烧结成型的方式制备了复合材料。实验表征及测试了复合材料的微观形貌、力学性能及摩擦磨损性能，并从物化角度研究了纳米碳化锆对复合摩擦转移膜的影响，考察了不同摩擦载荷、速度及环境温度下5%纳米碳化锆/PTFE-PPS 复合材料摩擦磨损特性的变化规律，为研制出性能优异的密封件材料提供依据。
结论表明：
(1)纳米碳化锆作为改性填料可有效提高 PTFE-PPS 复合材料硬度，但在纳米碳化锆含量较高(＞5%)时，复合材料的拉升强度、断裂伸长率及冲击强度下降明显。
(2)纳米碳化锆可显著提升复合材料的耐磨性，其中，体积分数 5%纳米碳化锆/PTFE-PPS 复合材料摩擦磨损性能最佳，其磨损率为5.8×10-6mm3/(N·m)，较 PTFE-PPS 基体降低了130 倍以上。纳米碳化锆对复合材料转移膜起机械铆定作用，增强了转移膜的物理粘附能力;且促进了转移膜表面 FeF2 的生成，加强了转移膜的化学吸附作用。
(3)当载荷和速度分别为300N和3 m/s 时复合材料磨损率剧烈升至50.5×10-6mm3 /(N·m)和57.5×10-6mm3/(N·m)，摩擦表面形貌与转移膜形貌与常规磨损状况相较区均出现显著改变。环境温度为 25℃到140℃时，复合材料摩擦磨损性能变化不大。
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