連續碳纖維增強熱塑性復合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites, CFRTP)因其出色的力學性能和加工靈活性，在航空航天、汽車制造等多個領域展現出巨大的應用潛力。特別是在汽車工業中，這類材料能夠滿足高強度、輕量化的需求，同時還能實現高效的批量生產。CFRTP材料成功應用于實際結構件中，跟其抗疲勞性能有著至關重要的關系。
抗疲勞性能的重要性
疲勞破壞是復合材料結構件失效的主要原因之一，尤其是在承受反復載荷的應用場景下。對于CFRTP而言，其抗疲勞性能不僅直接影響著部件的使用壽命，還關系到整體結構的安全性和可靠性。因此CFRTP產品想要多角度多方向應用，它的疲勞行為就變得尤為重要。
抗疲勞性能優異的原因
連續碳纖維增強熱塑性復合材料之所以展現出優秀的抗疲勞性能，主要有以下幾個原因：
連續碳纖維的約束作用：連續碳纖維在復合材料中起到關鍵的增強作用，能夠有效地分散和傳遞載荷。這種約束作用有助于抑制微裂紋的形成和發展，從而提高材料的整體疲勞壽命。
熱塑性基體的獨特性質：熱塑性樹脂基體如聚醚醚酮(PEEK)具有較好的韌性，能夠在一定程度上吸收能量，延緩裂紋擴展。此外，熱塑性樹脂通常具有較低的固化收縮率和較好的尺寸穩定性，這些都有助于減少內部應力集中，進而提高抗疲勞性能。
良好的界面結合：連續碳纖維與熱塑性樹脂之間的良好界面結合能夠有效傳遞應力，減少界面處的應力集中現象，有助于提高復合材料的疲勞耐久性。智上新材料的連續碳纖維增強熱塑性單向帶進行截面觀察，整個的碳絲均勻的分布在樹脂中，并沒有出現大面積的富樹脂區或貧樹脂區，這就使得材料整個的界面結合性更好，能夠提供更好的抗疲勞性。在不斷的技術迭代過程中，前后拿出幾十個不同的設計方案，并總結出上百個工藝技術改進點，從而才完成連續碳纖維跟熱塑性樹脂完美浸漬。
微裂紋控制：CFRTP在疲勞過程中，微裂紋的形成和擴展受到有效控制，這主要歸功于連續碳纖維的約束作用以及熱塑性樹脂基體的延展性。
實驗測試
根據客戶要求進行的相關沖擊斷裂實驗也給出了類似的結論，在進行抗疲勞性能測試中，采用四點彎曲法進行了靜態和疲勞測試。在不同的應力比對下CFRTP材料仍能展現出良好的抗疲勞性能。值得注意的是，盡管熱塑性樹脂基體本身具有固有的延展性，但在復合材料中，這種延展性并未顯著影響材料的整體疲勞敏感性。這意味著CFRTP能夠在保持良好機械性能的同時，展現出與熱固性基體復合材料相似的疲勞表現。值得注意的是整個的CFRTP材料的抗疲勞性跟材料靜態強度也非常有關系，在采用R=0.1和R=0.5不同材料對比的情況下，會有性能上的區別。
連續碳纖維增強熱塑性復合材料展現出優異的抗疲勞性能，這得益于其獨特的微觀結構和材料組合。可以為汽車、飛機等高負荷應用提供更好的支撐。未來，隨著更多針對CFRTP疲勞行為的深度研發，這類材料將在更多領域展現出其巨大的應用潛力。
