拉伸測試分析為一施加應力於樣品，並量測材料因為應力增加所造成的應變大小，
可以得到一條應力應變(stress-strain)關係曲線圖，從曲線中可以推斷材料的楊氏係數 (Young’s modulus)、破斷應變及極限抗拉強度(ultimate tensile strength)。
將所製備之PEEK/SiO2複合材料分別置於萬能材料試驗機中，進行機械性質測試，
其結果如圖
4.45~4.52
所示。其中圖4.47~4.54
為強化材SiO2經表面改質系列，而圖4.55~4.62
為強化材SiO2未經表面改質系列，SiO2含量分別為2.5、5、7.5、10 wt%。為 了得到可靠的數據，本研究中每組添加比例之複合材料至少作三次室溫拉伸測試並取其 平均值。由應力應變關係曲線圖分析所得數據列於表4.9 及圖 4.63~4.65
中，分析如下：(1) 楊氏係數
一般而言，隨著SiO2奈米顆粒添加量的上升，其PEEK/SiO2複合材料之楊氏係數也 會提高。這是因為強化材SiO2具有較高的楊氏係數，在加入高分子PEEK基材中所造成 的復合作用，其效應與硬度隨SiO2奈米顆粒添加量的上升而增加一致。
從表
4.9
中可以看出，高分子PEEK在室溫下其楊氏係數(Young’s modulus)為 4 GPa、極限抗拉強度(ultimate tensile strength)為 101 MPa、破斷應變(elongation to break) 為17 %，這與文獻上記述的高分子PEEK在室溫下的機械性質相當接近[42]。而隨著SiO2奈米顆粒添加量的上升，在強化材SiO2經表面改質系列中，楊氏係數由純高分子PEEK 的4 GPa增加到添加量 10 wt% SiO2的4.7 GPa，這之間增加了 18%；而強化材SiO2未經 表面改質系列中，楊氏係數由純高分子PEEK的 4 GPa增加到添加量 10 wt% SiO2的4.5 GPa，這之間增加了 13%。由以上結果可知，具有剛性的SiO2可以幫助提升材料的楊氏 係數，且隨著SiO2含量的增加楊氏係數增加的幅度會更大。而添加經表面改質過後之 SiO2對楊氏係數的增幅效果比添加未表面改質之SiO2顯著，推測是經表面改質過後之 SiO2在高分子PEEK中的分散性較好及SiO2之間團聚情形減緩所致，因此有較好的補強
效果。
(2) 極限抗拉強度(UTS)
由圖
4.64
可以發現，隨著SiO2奈米顆粒添加量的上升，PEEK/SiO2複合材料的強度 很明顯有一個上升趨勢，但強度到一個最高值後會開始有往下降的趨勢產生，在添加量 10 wt% SiO2時，其PEEK/SiO2複合材料的強度會比純高分子PEEK還要低，此現象不管 在SiO2有無表面改質的系統中都有看到。發生此現象主要原因推測是SiO2的添加量增加 使材料變的較脆，以致材料拉伸時斷裂的非常快，所以在極限抗拉強度的反應方面會較 低。而另一個原因推測是隨著SiO2添加量的上升，SiO2之間的團聚現象變嚴重，以至於 在高SiO2添加量下，在做室溫拉伸測試時，試片往往由SiO2團聚處斷裂。所以材料本身 的極限抗拉強度都還沒達到，試片就已經因為SiO2團聚嚴重而造成提早斷裂。
也可以解釋為當SiO2奈米顆粒團聚時，SiO2顆粒周圍的PEEK高分子鏈之間的距離 會變得較大，因此高分子鏈上的C=O基和SiO2顆粒表面的OH基產生氫鍵的機會較少，
會造成SiO2顆粒補強高分子機械性質的效果變差。相對地，假如SiO2奈米顆粒分散均勻 時，其高分子鏈上的C=O基和SiO2顆粒表面的OH基產生氫鍵的機會較多，所以其PEEK 高分子與SiO2顆粒之間的作用力會變大，因此在PEEK高分子與SiO2顆粒之間，並不會 有相分離的情形發生，所以對於SiO2奈米顆粒補強機械性質的能力才會顯現出來。
(3) 破斷應變
由圖4.65可以發現，隨著SiO2奈米顆粒添加量的上升，PEEK/SiO2複合材料的破斷 應變量也隨之減少，此現象在SiO2有無表面改質的系統中都有看到。而且從實驗結果還 發現，在添加經表面改質SiO2之複材其破斷應變比起添加未改質SiO2來的高。由文獻[43]
指出，若在高分子材料中添加無機材料以形成有機/無機高分子複合材料，藉以補強高
分子材料機械強度不佳的缺點，此時會由於添加無機材料而使得材料變得更硬，而且變 得較脆，所以其材料的破斷伸長率會隨著無機材料的含量增加而降低。