PEEK полимерлі композиттерінің Роквелл қаттылығын сынау

PEEK (полиэтеретеркетон) - PEEK шайырын көміртек талшығы, шыны талшығы және керамика сияқты арматуралық материалдармен біріктіру арқылы жасалған жоғары өнімді композиттік материал. Қаттылығы жоғары PEEK материалдары сызаттарға және абразияға жақсы төзімді, бұл оларды жоғары беріктікке ие тіректерді қажет ететін тозуға төзімді бөлшектер мен компоненттерді өндіруге жарамды етеді. PEEK-тің жоғары қаттылығы оған механикалық кернеуге және ұзақ мерзімді пайдаланудан кейін де пішінін өзгеріссіз сақтауға мүмкіндік береді, бұл оны аэроғарыш, автомобиль және медициналық көмек сияқты салаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.

PEEK материалдары үшін қаттылық материалдың сыртқы күштер әсерінен деформацияға төтеп беру қабілетінің маңызды көрсеткіші болып табылады. Оның қаттылығы олардың өнімділігі мен қолданылуына шешуші әсер етеді. Қаттылық әдетте Роквелл қаттылығымен, әсіресе орташа қаттылықтағы пластмассаларға жарамды HRR шкаласымен өлшенеді. Сынақ ыңғайлы және материалға аз зиян келтіреді.

Пик полимерлі композиттік материалдарына арналған Роквелл қаттылығын сынау стандарттарында R шкаласы (HRR) және M шкаласы (HRM) кеңінен қолданылады, олардың ішінде R шкаласы салыстырмалы түрде жиі қолданылады.

Көптеген күшейтілмеген немесе арматурасы төмен таза Peek материалдары үшін (мысалы, шыны талшықтарының мөлшері ≤ 30%), R шкаласы әдетте артықшылықты таңдау болып табылады. Себебі R шкаласы салыстырмалы түрде жұмсақ пластмассаларға жарамды, таза Peek материалдарының қаттылығы әдетте шамамен HRR110-нан HRR120-ға дейін ауытқиды, бұл R шкаласының өлшеу диапазонына кіреді, бұл олардың қаттылық мәндерін дәл көрсетуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, мұндай материалдардың қаттылығын тексерген кезде осы шкаладан алынған деректер салада әмбебаптығы жоғарырақ.

Жоғары арматураланған Peek композиттік материалдары үшін (мысалы, шыны талшық/көміртекті талшық мөлшері ≥ 30%), M шкаласы олардың қаттылығының жоғарылығына байланысты жиі қолданылады. M шкаласы үлкенірек сынақ күшін қолданады, бұл арматуралық талшықтардың ойықтарға әсерін азайтып, сынақ деректерінің тұрақтылығын арттыра алады.

PEEK полимерлі композиттерінің Роквелл қаттылығын сынау ASTM D785 немесе ISO 2039-2 стандарттарына сәйкес келуі керек. Негізгі процесс гауһар тас арқылы белгілі бір жүктемені қолдануды және ойық тереңдігіне негізделген қаттылық мәнін есептеуді қамтиды. Сынақ процесінде нәтиже мәнінің дәлдігін қамтамасыз ету үшін үлгіні дайындауды және сынақ ортасын бақылауға ерекше назар аудару қажет. Сынақ кезінде екі негізгі алғышартты ескеру қажет:

1. Үлгіге қойылатын талаптар: Қалыңдығы ≥ 6 мм, ал бетінің кедір-бұдырлығы (Ra) ≤ 0,8 мкм болуы керек. Бұл қалыңдығының жеткіліксіздігінен немесе бетінің біркелкі болмауынан туындаған деректердің бұрмалануын болдырмайды.

2. Қоршаған ортаны бақылау: Сынақтарды температурасы 23±2℃ және салыстырмалы ылғалдылығы 50±5% болатын ортада жүргізу ұсынылады. Температураның ауытқуы Peek сияқты полимер материалдарының қаттылық көрсеткіштеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Әртүрлі стандарттарда сынақ процедураларына қатысты аздап өзгеше ережелер бар, сондықтан нақты операцияларда ұстануға тиісті төмендегі негіз нақты анықталуы керек.

Кейбір күшейтілген PEEK композиттік материалдарының қаттылығы тіпті HRC 50-ден асып кетуі мүмкін. Олардың механикалық қасиеттерін созылу беріктігі, иілу беріктігі және соққы беріктігі сияқты көрсеткіштерді тексеру арқылы тексеру қажет. Стандартталған сынақтар олардың сапасы мен өнімділігінің тұрақтылығын, сондай-ақ тиісті салаларда қолданылуының қауіпсіздігі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін ISO және ASTM сияқты халықаралық стандарттарға сәйкес жүргізілуі керек.