聚醚醚酮（PEEK，Polyetheretherketone）及其复合材料在航空航天领域的核心性能测试项目

一、原材料及聚合物性能

1. 聚合物分子量及分子量分布

2. 结晶度（XRD分析，30-45%）-

3. 熔融温度（Tm，DSC法，约343℃）-3-2

4. 玻璃化转变温度（Tg，DSC法，约143℃）-3

5. 熔融指数（MFI，400℃/5kg条件下测定，12-50g/10min）-3

6. 氧化诱导时间（200℃，参照ISO 11357，≥30min）-2

7. 羰基指数（FTIR分析，≤0.05）-2

二、力学性能

8. 拉伸强度与拉伸模量（常温/高温）-23-3

9. 弯曲强度与弯曲模量（常温/高温）-23-3

10. 压缩强度与压缩模量-23

11. 层间剪切强度（ILSS）——短梁强度法-23

12. 面内剪切强度与剪切模量-23

13. 冲击韧性（缺口冲击强度，ASTM D256）-2-3

14. 压缩后冲击强度（CAI，ASTM D7136）-23-14

15. Ⅰ型层间断裂韧性（G_IC，ASTM D5528）-23

16. 疲劳性能（疲劳寿命≥106次循环，10Hz载荷）-2

17. 应力断裂韧性（K_IC，临界应力强度因子≤1.5MPa·m¹/²）-2

18. 断裂伸长率（ISO 527，≥20%）-2

19. 泊松比-

20. 硬度（洛氏硬度≥110 HRM）-2

三、热物理性能

21. 热分解温度（TGA，氮气氛围，升温速率10℃/min）-1

22. 长期使用温度（连续使用≤260℃）--14

23. 短期耐热峰值

24. 热变形温度（HDT，1.82MPa载荷下测定，≥160℃）-2-23-1

25. 维卡软化温度-1

26. 线热膨胀系数（CTE，TMA法）-1-11

27. 热导率/导热系数（热流法，单位W/m·K）-1

28. 比热容

29. 热失重分析（恒温热失重，300℃/100h条件下重量损失率≤1%）-2

30. 热循环稳定性（温度循环范围-40℃至150℃）-1

31. 热老化性能（150℃/1000h热暴露）

32. 干热老化对拉伸强度的影响-

四、空间环境耐久性能

33. 原子氧与紫外综合环境效应（参照QJ 20287-2014）-

34. 空间材料原子氧、紫外辐照和热循环综合环境模拟（参照T/CSTM 01323-2024）-

35. 耐辐射性能（电子/质子辐照、γ射线）-

36. 真空脱气性能（总质量损失TML、收集挥发凝结物CVCM，参照ASTM E595）-14

37. 热真空循环老化（高真空环境热循环）

38. 阻燃性能（UL 94 V-0级）--14

39. 极限氧指数（LOI）-1

40. 烟密度及毒性气体释放

41. 火焰蔓延速率

42. 热释放速率

五、耐化学介质性能

43. 耐酸、碱、盐溶液腐蚀-2-3

44. 耐有机溶剂（极性/非极性）

45. 耐航空燃油、液压油等

46. 耐水解稳定性（100℃水浴水解度≤0.5%）-2

47. 化学介质暴露后性能评估：

    • 重量变化率（≤0.1mg/cm²·day）-2

    • 拉伸强度保留率（≥90%）-2

    • 尺寸稳定性/膨胀率（≤0.5%）-2

    • 腐蚀深度（≤0.01mm）-2

    • pH变化耐受（ΔpH≤1.0）-2

    • 黄变指数（ΔYI≤2.0）-2

48. 耐霉菌生长性能

六、介电与电绝缘性能

49. 介电常数（ε，1MHz～10GHz）-3

50. 介电损耗角正切（tanδ）

51. 体积电阻率（ASTM D257，≥1016Ω·cm）-2

52. 表面电阻率（≥1015Ω）-2

53. 介电强度/击穿电压（≥30kV/mm）-2

七、工艺与结构特性

54. 密度（ASTM D792，CF/PEEK单向带约1.59g/cm³）-23

55. 碳纤维质量含量（ASTM D3529，CF/PEEK单向带66%）-23

56. 树脂含量

57. 孔隙率（ISO 7822）-11

58. 增强体与基体界面结合形貌（SEM/金相）-2

59. 预浸料工艺性能（铺覆性、熔融浸渍均匀性、纤维取向偏差）

60. 层压板外观、尺寸精度及缺陷

61. 无损检测（超声波C扫描、显微CT、X射线、热成像）-11

62. 着色渗透探伤

63. 表面粗糙度（Ra≤0.5μm）-2

64. 磨损性能（磨损率≤1×10⁻⁶ mm³/N·m，摩擦系数≤0.3）-2

八、常用测试标准参考

65. 国内标准

    • GB/T 41529-2022 连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料力学性能试验方法

    • GB/T 9341-2008 塑料弯曲性能试验方法-3

    • GB/T 3354-2014 定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法-

    • GB/T 3356-2014 单向纤维增强塑料弯曲试验方法-

    • GB/T 1447-2005 纤维增强塑料拉伸性能试验方法

    • GB/T 1449-2005 纤维增强塑料弯曲性能试验方法

    • GB/T 1450.1-2005 纤维增强塑料层间剪切强度试验方法

    • GB/T 1409-2006 固体绝缘材料介电性能测试-3

    • GB/T 8802 热塑性管材和管件维卡软化温度的测定-1

    • QJ 20287-2014 空间材料原子氧与紫外综合环境试验方法-

66. 国际标准

    • ASTM D3039/D3039M 聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法-14-23

    • ASTM D6641 聚合物基复合材料压缩性能测定标准试验方法-11-23

    • ASTM D7264/D7264M 聚合物基复合材料弯曲性能标准试验方法-23

    • ASTM D2344/D2344M 聚合物基复合材料短梁剪切强度（ILSS）测定标准试验方法-11-14-23

    • ASTM D5528 复合材料Ⅰ型层间断裂韧性G_IC测定-23

    • ASTM D3518 复合材料面内剪切响应测定-23

    • ASTM D7136/D7136M 复合材料落锤冲击损伤容限标准试验方法-14

    • ASTM D7317 冲击后压缩强度测定-23

    • ASTM D638 塑料拉伸性能标准试验方法-

    • ASTM D790 未增强和增强塑料及电绝缘材料弯曲性能标准试验方法-

    • ASTM D256 塑料悬臂梁冲击强度标准试验方法-2

    • ASTM D785 塑料及电绝缘材料洛氏硬度标准试验方法-23

    • ASTM D792 密度和比重位移法标准试验方法-11-23

    • ASTM D648 塑料在弯曲负载下热变形温度标准试验方法-1-14

    • ASTM D3418 差示扫描量热法（DSC）测定聚合物转变温度和熔融结晶焓-1-2

    • ASTM D1238 熔体质量流动速率测定-3

    • ASTM D543 塑料耐化学试剂评估标准试验方法--2

    • ASTM E595 材料真空脱气总质量损失测定标准试验方法-14

    • ISO 527-2 塑料拉伸性能测定-3

    • ISO 14125 纤维增强塑料弯曲性能测定-11

    • ISO 14126 纤维增强塑料面内压缩性能测定-

    • ISO 14130 纤维增强塑料层间剪切强度测定（短梁法）-

    • ISO 7822 复合材料孔隙率测定-

    • ISO 175 塑料耐液体化学试剂侵蚀测定-

    • ISO 11357-2 塑料差示扫描量热法（DSC）第2部分：玻璃化转变温度测定-1

    • ISO 75-2 塑料和硬橡胶在负载下热变形温度的测定-1

    • UL 94 塑料材料阻燃等级测试标准-

67. 航空专用规范

    • FAR 25.853 飞机内部设施用材料阻燃性能要求-14

    • AS9100 航天质量体系-14

    • HB 5405-88 碳纤维/聚酰亚胺复合材料力学性能测试方法

备注说明

• 此清单适用于纯聚醚醚酮（PEEK）树脂、碳纤维增强PEEK（CF/PEEK）、玻璃纤维增强PEEK及其复合材料的检测需求。

• PEEK 连续使用温度可达260℃，具有优异的耐化学腐蚀性、耐辐射性、抗疲劳性和阻燃性（UL 94 V-0级），是航空航天结构件、轴承、密封件、线缆绝缘及内部装饰的理想材料。-14

• CF/PEEK复合材料 典型性能参考（单向带层压）：

  • 拉伸强度 ≥2200 MPa，拉伸模量 ≥130 GPa-23

  • 弯曲强度 ≥2000 MPa，弯曲模量 ≥116 GPa-23

  • 压缩强度 ≥1200 MPa，压缩模量 ≥120 GPa-23

  • 热变形温度 332℃