聚醚醚酮作为一种高性能特种工程塑料，以其耐热性和耐化学腐蚀性而著称。当加入碳纤维短切后，聚醚醚酮的综合性能尤其是高温力学性能得到进一步提升。碳纤维短切增强聚醚醚酮复合材料在航空航天、石油化工以及半导体设备中显示出应用价值。
聚醚醚酮本身的玻璃化转变温度约为143摄氏度，熔点约为343摄氏度。长期使用温度可达260摄氏度。碳纤维短切的加入进一步提高了材料在高温下的承载能力。动态力学热分析表明，碳纤维短切增强聚醚醚酮的储能模量在玻璃态和橡胶态均有明显提升，且损耗峰温度向高温方向移动。这意味着在200摄氏度以上，材料仍能维持较高的刚度。
热膨胀系数的降低是碳纤维短切的另一贡献。聚醚醚酮的热膨胀系数约为每开尔文50至60微米每米，而碳纤维短切具有负或接近零的热膨胀系数。两者复合后，在碳纤维短切含量达到30%时，复合材料的热膨胀系数可降至每开尔文15至20微米每米。这一特性使得碳纤维短切增强聚醚醚酮与金属件的配合更为可靠，减少了热循环过程中的内应力和配合间隙变化。
在热氧化稳定性方面，碳纤维短切的存在并不会显著改变聚醚醚酮的分解机理。热重分析显示，在空气气氛下，聚醚醚酮的初始分解温度约为500摄氏度，碳纤维短切增强后，最终的残留残炭率与碳纤维含量成正比。然而，需要注意高温加工时碳纤维短切可能催化聚醚醚酮的氧化反应。因此，在挤出造粒和注射成型过程中，应尽量缩短熔融停留时间，并采用氮气保护或真空排气。
摩擦磨损性能也是聚醚醚酮复合材料的重要指标。在高温摩擦环境下，碳纤维短切能够承受接触载荷，减少基体与对磨副的直接接触。同时，碳纤维碎屑在摩擦界面形成转移膜，起到固体润滑作用。研究表明，在200摄氏度下，碳纤维短切增强聚醚醚酮的摩擦系数和磨损率均低于纯聚醚醚酮。这使其适用于高温轴承、密封环和活塞环等磨损部件。
尽管碳纤维短切增强聚醚醚酮性能相对较好，但其价格较高，且加工温度要求设备具备较高的加热能力。因此，实际应用中应权衡性能和成本。只有在高温、腐蚀或高辐照等苛刻环境下，选用碳纤维短切增强聚醚醚酮才具有合理性。
