碳纖維增強聚合物(CFRP)因其優異的機械性能、低重量和高耐腐蝕性，在航空航天、汽車制造和醫療設備等多個領域中得到了廣泛應用。其中，碳纖維增強聚醚醚酮(CF/PEEK)作為一種高性能熱塑性復合材料，因其獨特的性能而受到特別關注。本文將探討CF/PEEK復合材料與熱固性碳纖維增強復合材料(如CF/環氧樹脂)在拉伸性能方面的差異，重點關注PEEK基體對材料性能的影響。

　　材料特性

　　CF/PEEK復合材料由碳纖維和聚醚醚酮(PEEK)基體組成。PEEK是一種高性能熱塑性塑料，具有良好的耐熱性、化學穩定性和機械強度。相比之下，熱固性碳纖維增強復合材料，如CF/環氧樹脂，通常采用環氧樹脂作為基體，具有固化后的高強度和剛性。

　　PEEK基體對拉伸性能的影響

　　PEEK基體的特性對于CF/PEEK復合材料的拉伸性能具有顯著影響。PEEK基體的韌性使得CF/PEEK復合材料在承受拉伸載荷時能夠更好地分散應力，避免應力集中，從而減少裂紋的形成和發展。這種韌性特性與環氧樹脂基體的脆性形成鮮明對比，后者在承受拉伸載荷時更容易發生裂紋擴展。

　　應變分布與拉伸性能

　　CF/PEEK復合材料在拉伸測試過程中表現出沿纖維方向更為均勻的應變分布，這主要歸因于PEEK基體的韌性。PEEK基體能夠承受更大的拉伸載荷，使CF/PEEK復合材料在承受拉伸載荷時表現出更均勻的應變分布。相比之下，CF/環氧樹脂的應變分布更為不均勻，反映了基體的脆性性質，這可能導致應力集中和裂紋快速擴展。

　　斷裂機制

　　通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察兩種復合材料的斷裂表面，可以進一步理解其斷裂機制。CF/PEEK的斷裂表面呈現出較為平滑的形態，這表明PEEK基體能夠更好地承受拉伸載荷并保持纖維的完整性。相比之下，CF/環氧樹脂的斷裂表面顯示出更多的基體碎片和纖維拉拔缺陷，表明其界面結合強度較弱，更容易發生面內復合損傷。

　　殘余拉伸強度

　　CF/PEEK復合材料展現出顯著更高的殘余拉伸強度，與CF/環氧樹脂相比，提升幅度在12.05%至63.22%之間。這種性能的提升主要歸因于PEEK基體與碳纖維之間的牢固界面結合，以及PEEK基體在拉伸過程中發生的塑性變形能力。這些因素共同作用，減少了纖維的斷裂和脫粘，從而降低了表面損傷，最終提高了材料的整體殘余拉伸強度。

　　作為國內較早起步并持續開發連續碳纖維增強熱塑性復合材料的智上新材料在研究中發現，只有嚴格保持連續碳纖維絲束與PEEK樹脂之間良好的浸潤率，才能有效保證該復合材料擁有理想的性能特征。

　　CF/PEEK復合材料的PEEK基體特性是其在拉伸性能方面優于熱固性碳纖維增強復合材料的關鍵因素。PEEK基體的韌性、良好的耐熱性和化學穩定性，以及與碳纖維的牢固界面結合，共同提升了CF/PEEK復合材料的殘余拉伸強度。其中浸漬結合是非常關鍵的地方，國內智上新材料科技生產的CF/PEEK制作零部件以后在進行產品拉伸斷裂實驗的時候，通過SEM觀察，發現內部的碳纖維絲和聚醚醚酮有較好的粘合作用，內部的纖維絲排列正確，斷裂規整，而PEEK樹脂分布均勻，在進行耐蠕變和耐疲勞性上也均遠超CF/環氧樹脂材料。這些性能上的優勢使得CF/PEEK成為高性能應用的理想選擇，特別是在那些需要高強度和可靠性的場合。

　　未來的研究可以進一步探索不同加工條件和纖維取向對CF/PEEK復合材料性能的影響，以及如何優化加工條件以最小化損傷并最大化機械性能。隨著材料科學的進步和技術的發展，CF/PEEK復合材料有望在更多領域展現其獨特的優勢。