国金证券2025年2月发布的研究报告指出，PEEK与碳纤维复合（CF/PEEK）是解决塑料脆性问题同时实现轻量化的关键路径。碳纤维体积含量70%的CF/PEEK织物拉伸强度、拉伸模量与铝合金、钛合金基本相当，而密度仅为铝合金的58%、钛合金的36%。在人形机器人产业趋势明确的背景下，CF/PEEK复合材料有望在机身重要关节、轴承等领域率先渗透，每10万台机器人拉动PEEK需求195吨，特斯拉2027年目标50万台机器人，PEEK材料应用前景广阔。

PEEK（聚醚醚酮）是特种工程塑料中的“金字塔尖”材料，拥有耐高温（长期使用温度250℃）、耐腐蚀（仅溶于浓硫酸）、自润滑（摩擦系数低）、阻燃性（UL94 V-0）及生物相容性等综合性能。PEEK的比强度达1500 N·m/kg，远超铝合金的190 N·m/kg，在满足强度要求前提下可大幅减轻自重。然而，PEEK在低温下会变脆，限制了其在寒冷环境中的应用。通过将PEEK与碳纤维（CF）复合，可有效解决脆性问题。连续碳纤维的高强高模特性赋予复合材料更高强度、模量及抗变形能力。根据《CF/PEEK复合材料的性能研究》数据，碳纤维体积含量70%的CF/PEEK织物拉伸强度约1200MPa，拉伸模量约120GPa，与钛合金（约1000-1200MPa、110GPa）基本相当，而密度仅约1.62g/cm³，为铝合金2.8g/cm³的58%、钛合金4.5g/cm³的36%。与纯PEEK（拉伸模量约4GPa）相比，CF/PEEK复合后模量提升约30倍，真正实现了轻量化与高强度的兼得。

人形机器人产业趋势明确，2025年1月马斯克表示，如果一切顺利，特斯拉2027年有望生产50万台机器人。以Tesla Optimus为例，其采用无框力矩电机+谐波减速器+高低速双编码器+抱闸+力矩传感器+输出端交叉滚子轴承的旋转关节方案。CF/PEEK复合材料在六维力传感器和谐波减速器两大核心部件中展现出显著优势。六维力传感器方面，当机器人处于高速作业环境时，传感器弹性体惯性质量附加的惯性力矩会形成测量误差。PEEK弹性梁较铝合金弹性梁具备更高灵敏度——有限元分析显示，PEEK弹性梁受30N力时最大应变5.243×10⁻³，而铝合金弹性梁受200N力时最大应变仅1.296×10⁻³，PEEK传感器灵敏度是铝合金传感器的数十倍。谐波减速器方面，CF/PEEK制备的柔轮具有更低变形应力、更好阻尼特性，各阶固有频率较金属制提升约45%，接触齿数达52对（较金属提升47%），疲劳寿命达56.4万次，而金属制仅2.9万次即遭破坏，提升超18倍。

市场普遍关心PEEK单价较高（国产约324元/kg，外资约800-1000元/kg），在轻量化材料中性价比一般。但PEEK在新能源汽车领域的应用已证明，高单价材料在特定高性能场景中仍可实现渗透。2022年PEEK在国内汽车市场空间约526.87吨，占下游需求比重达22%；预计2027年增至1360.69吨，占比提升至27%，2022-2027年CAGR达21%。PEEK在汽车主动力轴承（替代POM）、800V高压快充漆包线（替代PI/缩醛）等领域因性能优势率先实现替代。800V电机漆包线要求材料可弯折、耐水解，PEEK在安全性和材料全面性方面优于P1，已成为理想材料。威格斯、索尔维等国际巨头已推出相关产品。类比汽车领域，人形机器人对轻量化、耐磨自润滑、刚性/柔性兼具的要求更高，CF/PEEK虽单价偏高，但性能优势有望驱动其在高端关节、轴承等核心部位率先渗透。

目前常用于制造连续CF/PEEK预浸料的技术有熔融浸渍、粉末悬浮和混编模压。熔融浸渍法成型成熟、预浸料含胶量可控，但PEEK熔融黏度低需消耗较大能量，主要厂家为TenCate（日本东丽）、Gurit Suprem（瑞典）、ICI（英国）等海外公司，国内技术尚处实验室阶段。中研股份与东华大学深度合作，聚焦“悬浮液PEEK预浸带制备”和“PEEK纤维及其织物开发”两大方向。复合成本方面，考虑到复合环节的复杂性，假设复合成本为PEEK+碳纤维采购成本的1-2倍，当前价格下单个人形机器人CF/PEEK复合材料成本约2645-3967元，占机器人成本（约2.5万美元）的1.48%-2.21%。CF/PEEK复合材料价格约353-529元/kg，而钛合金价格约214元/kg（参考宝钛股份2023年数据）。虽然价格偏高，但CF/PEEK在密度、疲劳寿命、阻尼特性等方面的综合优势，使其在人形机器人核心关节部位具备不可替代性。

CF/PEEK与常用金属材料性能对比（碳纤维体积含量70%）

材料	拉伸强度（MPa）	拉伸模量（GPa）	密度（g/cm³）	比强度（N·m/kg）
CF/PEEK（70%体积）	~1200	~120	1.62	~740
铝合金	500-600	70	2.8	~190
钛合金	1000-1200	110	4.5	~240
纯PEEK	~100	~4	1.30	~1500