Тестирање на тврдост на PEEK полимерни композити по Роквел

PEEK (полиетеретерски кетон) е високо-перформансен композитен материјал направен со комбинирање на PEEK смола со зајакнувачки материјали како што се јаглеродни влакна, стаклени влакна и керамика. PEEK материјалите со поголема тврдост имаат подобра отпорност на гребење и абење, што ги прави погодни за производство на делови и компоненти отпорни на абење кои бараат потпора со висока цврстина. Високата тврдост на PEEK му овозможува да ја задржи својата форма непроменета дури и по издржување на механички стрес и долготрајна употреба, што му овозможува широка употреба во области како што се воздухопловството, автомобилската индустрија и медицинската нега.

За PEEK материјалите, тврдоста е важен индикатор за способноста на материјалот да се спротивстави на деформација под надворешни сили. Неговата тврдост има одлучувачко влијание врз нивните перформанси и примена. Тврдоста обично се мери со Роквеловата тврдост, особено со HRR скалата, која е погодна за средно тврда пластика. Тестот е практичен и предизвикува мала штета на материјалот.

Во стандардите за тестирање на тврдост на Роквел за полимерни композитни материјали на Пик, широко се користат R скалата (HRR) и M скалата (HRM), меѓу кои R скалата е релативно почесто применета.

За повеќето неармирани или чисти Peek материјали со ниско засилување (на пр., содржина на стаклени влакна ≤ 30%), R скалата е обично претпочитаниот избор. Ова е затоа што R скалата е погодна за релативно мека пластика, тврдоста на чистите Peek материјали генерално се движи од приближно HRR110 до HRR120, што спаѓа во опсегот на мерење на R скалата - овозможувајќи точен одраз на нивните вредности на тврдост. Дополнително, податоците од оваа скала имаат поголема универзалност во индустријата при тестирање на тврдоста на таквите материјали.

За Peek композитни материјали со висока арматура (на пр., содржина на стаклени влакна/јаглеродни влакна ≥ 30%), често се користи M скалата поради нивната поголема тврдост. M скалата применува поголема сила за тестирање, што може да го намали влијанието на арматурните влакна врз вдлабнатините и да резултира со постабилни податоци за тестирање.

Тестирањето на тврдоста по Роквел на полимерните композити PEEK треба да биде во согласност со стандардите ASTM D785 или ISO 2039-2. Основниот процес вклучува примена на специфично оптоварување преку дијамантски вовлекувач и пресметување на вредноста на тврдоста врз основа на длабочината на вовлекувањето. За време на процесот на тестирање, посебно внимание мора да се посвети на контролата на подготовката на примерокот и на средината за тестирање за да се обезбеди точноста на вредноста на резултатот. За време на тестирањето мора да се земат предвид два клучни предуслови:

1. Барања за примерокот: Дебелината треба да биде ≥ 6 mm, а грубоста на површината (Ra) треба да биде ≤ 0,8 μm. Ова го избегнува нарушувањето на податоците предизвикано од недоволна дебелина или нерамна површина.

2. Контрола на животната средина: Се препорачува тестирањето да се спроведува во средина со температура од 23±2℃ и релативна влажност од 50±5%. Флуктуациите на температурата можат значително да влијаат на отчитувањата на тврдоста на полимерните материјали како Peek.

Различните стандарди имаат малку различни одредби за процедурите за тестирање, па затоа основите што треба да се следат подолу мора јасно да се дефинираат во реалните операции.

Тврдоста на одредени зајакнати PEEK композитни материјали може дури и да надмине HRC 50. Потребно е да се тестираат нивните механички својства со испитување на индикатори како што се цврстина на истегнување, цврстина на свиткување и цврстина на удар. Стандардизирани тестови треба да се спроведуваат во согласност со меѓународните стандарди како ISO и ASTM за да се обезбеди стабилност на нивниот квалитет и перформанси, како и да се гарантира безбедноста и сигурноста на нивните примени во релевантните области.