PEEK polimerinių kompozitų kietumo Rokvelo metodu bandymas

PEEK (polieterketonas) yra aukštos kokybės kompozicinė medžiaga, pagaminta sujungiant PEEK dervą su armuojančiomis medžiagomis, tokiomis kaip anglies pluoštas, stiklo pluoštas ir keramika. Didesnio kietumo PEEK medžiagos yra atsparesnės įbrėžimams ir dilimui, todėl jos tinka gaminti atsparias dilimui dalis ir komponentus, kuriems reikalingas didelis stiprumas. Didelis PEEK kietumas leidžia jam išlaikyti nepakitusią formą net ir atlaikius mechaninį įtempį bei ilgalaikį naudojimą, todėl jį galima plačiai naudoti tokiose srityse kaip aviacijos ir kosmoso pramonė, automobilių pramonė ir medicininė priežiūra.

PEEK medžiagų kietumas yra svarbus rodiklis, rodantis medžiagos gebėjimą atsispirti deformacijai veikiant išorinėms jėgoms. Kietumas daro lemiamą įtaką jų eksploatacinėms savybėms ir pritaikymui. Kietumas paprastai matuojamas Rokvelo kietumu, ypač HRR skale, kuri tinka vidutinio kietumo plastikams. Bandymas yra patogus ir mažai pažeidžia medžiagą.

Rokvelo kietumo bandymo standartuose, skirtuose Peek polimerinių kompozicinių medžiagų kietumui matuoti, plačiai naudojama R skalė (HRR) ir M skalė (HRM), iš kurių R skalė taikoma santykinai dažniau.

Daugumai nesutvirtintų arba mažai sutvirtintų grynų Peek medžiagų (pvz., stiklo pluošto kiekis ≤ 30 %) paprastai pirmenybė teikiama R skalei. Taip yra todėl, kad R skalė tinka santykinai minkštiems plastikams, grynų Peek medžiagų kietumas paprastai svyruoja maždaug nuo HRR110 iki HRR120, o tai patenka į R skalės matavimo diapazoną, todėl galima tiksliai atspindėti jų kietumo vertes. Be to, šios skalės duomenys yra universalesni pramonėje, tikrinant tokių medžiagų kietumą.

Didelio armavimo Peek kompozicinėms medžiagoms (pvz., stiklo pluošto / anglies pluošto kiekis ≥ 30 %) dėl didesnio kietumo dažnai naudojama M skalė. M skalė taiko didesnę bandymo jėgą, kuri gali sumažinti armatūrinių pluoštų poveikį įspaudams ir gauti stabilesnius bandymo duomenis.

PEEK polimerinių kompozitų kietumo Rokvelo metodu bandymas turi atitikti ASTM D785 arba ISO 2039-2 standartus. Pagrindinis procesas apima tam tikros apkrovos taikymą per deimantinį įspaudiklį ir kietumo vertės apskaičiavimą pagal įspaudimo gylį. Bandymo metu ypatingas dėmesys turi būti skiriamas mėginio paruošimo ir bandymo aplinkos kontrolei, siekiant užtikrinti rezultato vertės tikslumą. Atliekant bandymą, reikia atsižvelgti į dvi pagrindines prielaidas:

1. Reikalavimai mėginiui: Storis turi būti ≥ 6 mm, o paviršiaus šiurkštumas (Ra) – ≤ 0,8 μm. Taip išvengiama duomenų iškraipymo dėl nepakankamo storio arba nelygaus paviršiaus.

2. Aplinkos kontrolė: Bandymus rekomenduojama atlikti aplinkoje, kurios temperatūra yra 23 ± 2 ℃, o santykinė oro drėgmė – 50 ± 5 %. Temperatūros svyravimai gali smarkiai paveikti polimerinių medžiagų, tokių kaip „Peek“, kietumo rodmenis.

Skirtingi standartai šiek tiek skiriasi nuo bandymų procedūrų, todėl toliau pateikti pagrindai, kuriais reikia vadovautis realiose operacijose, turi būti aiškiai apibrėžti.

Tam tikrų sustiprintų PEEK kompozicinių medžiagų kietumas gali net viršyti HRC 50. Būtina patikrinti jų mechanines savybes, įvertinant tokius rodiklius kaip tempiamasis stipris, lenkiamasis stipris ir smūginis stipris. Standartizuoti bandymai turėtų būti atliekami pagal tarptautinius standartus, tokius kaip ISO ir ASTM, siekiant užtikrinti jų kokybės ir eksploatacinių savybių stabilumą, taip pat garantuoti jų taikymo atitinkamose srityse saugą ir patikimumą.