聚醚醚酮(PEEK)复合材料是一种高性能热塑性树脂基复合材料，然而聚醚醚酮溶解性差、熔点高，难以通过溶液法或熔融工艺制备高性能涂层，限制了聚醚醚酮复合材料涂层的应用。火焰喷涂技术作为一步“干式”大面积涂层制备工艺，可使高动能粒子在不完全熔融的条件下铺展，实现高熔点和高熔体粘度树脂基复合材料涂层的沉积。但是高的火焰温度通常会导致聚合物粉末的分解而改变聚合物基体的化学结构，对树脂基复合材料涂层的性能产生负面影响。将一维纳米碳纤维、二维石墨烯和三维纳米石墨三种碳纳米填料分别与微米碳纤维和聚醚醚酮粉末进行共混，采用高速火焰喷涂技术在17-4PH马氏体不锈钢表面制备了碳纳米填料增强与碳纳米填料和微米碳纤维增强聚醚醚酮复合材料涂层，分析碳纳米填料和碳纤维对聚醚醚酮复合材料涂层的化学成分、结晶度、孔隙率、表面粗糙度、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。碳纳米填料和微米碳纤维在聚醚醚酮复合材料涂层分散状态的有效保持，有助于改善火焰与聚醚醚酮粉末间的传热而增强熔融粉末的有效变形和沉积，并且改善涂层与不锈钢基体的热传导，从而抑制了聚醚醚酮基体的分解。聚醚醚酮复合材料涂层展现了高的硬度、低的摩擦系数和低的比磨损率，碳纳米填料和微米碳纤维与聚醚醚酮有效粘结促进了干摩擦条件下对磨配副间完整转移膜的形成，抑制了摩擦曲线的波动，增强了聚醚醚酮复合材料涂层的自润滑性能，高的抵抗变形和自润滑抑制了聚醚醚酮复合材料涂层的磨损，比磨损率较聚醚醚酮涂层降低一个数量级。

火焰喷涂; PEEK复合材料涂层; 纳米填料; 红外光谱; 摩擦磨损