本文以1MeV高能电子、70ke V和170ke V低能质子作为辐照源,对高能电子和低能质子辐照聚醚醚酮(PEEK)的力学行为及损伤机理进行了研究。利用小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(简称WAXD)技术,原位研究了拉伸过程中高能电子辐照PEEK的微观结构演化规律。采用掠入射小角X射线散射技术(GISAXS),对经不同能量和注量质子辐照后PEEK不同深度的微观结构进行了分析,并利用DSC、EPR、FTIR及XPS等材料分析方法,对辐照前后PEEK的结晶度、自由基、基团及化学成分等进行了分析,揭示了PEEK带电粒子辐射力学行为的基本规律及损伤机理。试验表明,高能电子辐照前后PEEK材料的拉伸应力-应变曲线均呈现出三个阶段的特征。电子辐照后PEEK的拉伸强度略有降低,断裂延伸率却明显降低。SAXS分析表明,电子辐照前后PEEK材料只有子午方向存在明显的散射峰,这说明该材料呈现出明显的取向性,且辐照未改变材料的取向性。电子辐照前后PEEK在拉伸过程中均未形成新晶体。通过SAXS和WAXD分析表明,对于未辐照和低辐照注量样品,拉伸变形第一阶段,以非晶区域的变形为主;变形第二阶段,以原始晶体的破碎为主;第三阶段,先是晶体破碎占主导,然后为晶体的转动为主。对于高注量辐照样品,变形第三阶段未出现晶体的转动过程。电子辐照加速了拉伸过程中晶体的破碎,这是由于高能电子辐照诱导PEEK材料中醚键发生断裂,并形成大量的交联点,从而导致力学性能下降。低能质子辐照前后PEEK材料的拉伸应力-应变曲线均呈现相同的特征。低能质子辐照未影响PEEK的拉伸强度,却明显降低了断裂延伸率。GISAXS测试结果表明,低能质子辐照前后PEEK样品近表面微观结构发生明显变化。未辐照样品近表面存在明显的长周期和分层特征。随着质子辐照注量和能量增加,PEEK长周期和分层现象消失时所对应的X射线入射角减小。EPR、FTIR及XPS分析表明,低能质子辐照会使PEEK中的酮键和苯环结构发生破坏,从而导致材料近表面分子链的完整性被破坏,使得PEEK长周期和分层特征消失,造成力学性能下降。