PEEK〔聚醚醚酮〕是一种性能很好热塑性聚合物，因其优秀机械性能、耐化学性、生物相容性而被大量用途于航空航天、医疗器械〔如骨科、脊柱植入物〕还有汽车行业。其疲劳性能是决定其于循环载荷下一直可靠性关键因素。
1. 纯PEEK疲劳性能
纯PEEK〔未增强〕表现出优良抗疲劳性能，但其疲劳强度通常低于纤维增强变体。研究表明，于旋转弯曲疲劳测试中，纯PEEK试样能够于高达其静态拉伸强度约70% 应力水平下承受 10⁶ 次加载循环。然而，纯PEEK对缺口〔应力集中〕较为敏感，疲劳寿命分散性较大，且裂纹萌生后扩展寿命占比较小。
2. 纤维增强PEEK疲劳性能
通过添加碳纤维或玻璃纤维进行增强，可以显著提升PEEK疲劳强度。
短碳纤维增强PEEK〔CFR-PEEK〕：例如，含有30%短碳纤维〔C30〕PEEK，其疲劳强度显著高于纯PEEK，能于约静态强度60% 应力水平下承受10⁶次循环。碳纤维类型也有影响，PAN基碳纤维增强PEEK比沥青基碳纤维增强或纯PEEK具有更好抗疲劳裂纹扩展性能。
短玻璃纤维增强PEEK：研究也关注了其于极高周疲劳〔超过10⁷次循环〕下性能。
增强效果：纤维加入虽然也许使裂纹更早萌生，但能很好抑制裂纹扩展，从而增强整体疲劳寿命，并使材料对缺口敏感性降低。
3. 影响疲劳性能关键因素
载荷条件：频率、应力水平对疲劳行为有显著影响。于高应力下，频率降低也许、温升、能量耗散有关。
缺口效应：PEEK疲劳强度对缺口敏感，但纤维复合后此敏感性会降低。
环境：于生理相关环境特定条件下评估疲劳行为对于植入物用途至关很大。
生产工艺：对于通过增材生产〔如FDM〕成型PEEK，其疲劳性能也许、通过传统注塑成型材料有所不同。
4. 疲劳设计数据
疲劳性能通常通过S-N曲线〔应力-寿命曲线〕来描述。不同材料、测试条件下S-N曲线各异。例如，有研究通过实验确定了PEEK沃勒〔Wöhler〕疲劳曲线，为其工程用途提供设计依据。于裂纹扩展方面，PAN基碳纤维增强PEEK表现出更高疲劳裂纹扩展门槛值〔例如，于约2×10⁻⁴ mm/cycle扩展速率下，所需循环应力强度因子ΔK约为5.7 MPa√m〕、不同巴黎指数〔m值〕。
总结
PEEK及其复合材料具有优良疲劳性能，使其适用于承受循环载荷场合。纯PEEK疲劳强度约为其静态强度70%，而碳纤维增强可将其提升至更高水平。实际用途中，需综合考虑材料配方〔纯树脂或纤维增强类型〕、载荷条件、是否存于应力集中还有使用环境，以准确评估、设计其抗疲劳性能。
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