?PEEK〔聚醚醚酮〕是一種性能很好熱塑性聚合物，因其優秀機械性能、耐化學性、生物相容性而被大量用途于航空航天、醫療器械〔如骨科、脊柱植入物〕還有汽車行業。其疲勞性能是決定其于循環載荷下一直可靠性關鍵因素。

 1. 純PEEK疲勞性能

純PEEK〔未增強〕表現出優良抗疲勞性能，但其疲勞強度通常低于纖維增強變體。研究表明，于旋轉彎曲疲勞測試中，純PEEK試樣能夠于高達其靜態拉伸強度約70% 應力水平下承受 10? 次加載循環。然而，純PEEK對缺口〔應力集中〕較為敏感，疲勞壽命分散性較大，且裂紋萌生后擴展壽命占比較小。

 2. 纖維增強PEEK疲勞性能

通過添加碳纖維或玻璃纖維進行增強，可以顯著提升PEEK疲勞強度。

   短碳纖維增強PEEK〔CFR-PEEK〕：例如，含有30%短碳纖維〔C30〕PEEK，其疲勞強度顯著高于純PEEK，能于約靜態強度60% 應力水平下承受10?次循環。碳纖維類型也有影響，PAN基碳纖維增強PEEK比瀝青基碳纖維增強或純PEEK具有更好抗疲勞裂紋擴展性能。

   短玻璃纖維增強PEEK：研究也關注了其于極高周疲勞〔超過10?次循環〕下性能。

   增強效果：纖維加入雖然也許使裂紋更早萌生，但能很好抑制裂紋擴展，從而增強整體疲勞壽命，并使材料對缺口敏感性降低。

 3. 影響疲勞性能關鍵因素

   載荷條件：頻率、應力水平對疲勞行為有顯著影響。于高應力下，頻率降低也許、溫升、能量耗散有關。

   缺口效應：PEEK疲勞強度對缺口敏感，但纖維復合后此敏感性會降低。

   環境：于生理相關環境特定條件下評估疲勞行為對于植入物用途至關很大。

   生產工藝：對于通過增材生產〔如FDM〕成型PEEK，其疲勞性能也許、通過傳統注塑成型材料有所不同。

 4. 疲勞設計數據

疲勞性能通常通過S-N曲線〔應力-壽命曲線〕來描述。不同材料、測試條件下S-N曲線各異。例如，有研究通過實驗確定了PEEK沃勒〔W?hler〕疲勞曲線，為其工程用途提供設計依據。于裂紋擴展方面，PAN基碳纖維增強PEEK表現出更高疲勞裂紋擴展門檻值〔例如，于約2×10?? mm/cycle擴展速率下，所需循環應力強度因子ΔK約為5.7 MPa√m〕、不同巴黎指數〔m值〕。

 總結

PEEK及其復合材料具有優良疲勞性能，使其適用于承受循環載荷場合。純PEEK疲勞強度約為其靜態強度70%，而碳纖維增強可將其提升至更高水平。實際用途中，需綜合考慮材料配方〔純樹脂或纖維增強類型〕、載荷條件、是否存于應力集中還有使用環境，以準確評估、設計其抗疲勞性能。

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