PEEK polimer kompozitok Rockwell keménységvizsgálata

A PEEK (poliéter-éterketon) egy nagy teljesítményű kompozit anyag, amelyet PEEK gyanta és erősítőanyagok, például szénszál, üvegszál és kerámia kombinálásával állítanak elő. A nagyobb keménységű PEEK anyagok jobban ellenállnak a karcolásnak és a kopásnak, így alkalmasak kopásálló alkatrészek és nagy szilárdságú alátámasztást igénylő részegységek gyártására. A PEEK nagy keménysége lehetővé teszi, hogy alakját változatlanul tartsa még mechanikai igénybevétel és hosszú távú használat után is, ami széles körben lehetővé teszi alkalmazását olyan területeken, mint a repülőgépipar, az autóipar és az orvostudomány.

A PEEK anyagok esetében a keménység fontos mutatója az anyag külső erők hatására fellépő deformációval szembeni ellenállásának. Keménységének döntő hatása van a teljesítményükre és az alkalmazásukra. A keménységet általában Rockwell-keménységgel mérik, különösen a HRR-skálával, amely közepesen kemény műanyagokhoz alkalmas. A vizsgálat kényelmes és kevés kárt okoz az anyagban.

A Peek polimer kompozit anyagok Rockwell keménységvizsgálati szabványaiban széles körben használják az R skálát (HRR) és az M skálát (HRM), amelyek közül az R skála viszonylag gyakoribb.

A legtöbb erősítés nélküli vagy alacsony erősítésű tiszta Peek-anyag esetében (pl. üvegszál-tartalom ≤ 30%) általában az R-skála az előnyben részesített választás. Ez azért van, mert az R-skála viszonylag puha műanyagokhoz alkalmas, a tiszta Peek-anyagok keménysége általában körülbelül HRR110 és HRR120 között mozog, ami az R-skála mérési tartományába esik – lehetővé téve keménységi értékük pontos tükrözését. Ezenkívül az ebből a skálából származó adatok univerzálisabbak az iparban az ilyen anyagok keménységének vizsgálatakor.

A nagy erősítésű Peek kompozit anyagoknál (pl. üvegszál/szénszál tartalom ≥ 30%) gyakran az M skálát használják a nagyobb keménységük miatt. Az M skála nagyobb vizsgálati erőt alkalmaz, ami csökkentheti az erősítő szálak hatását a benyomódásokra, és stabilabb vizsgálati adatokat eredményezhet.

A PEEK polimer kompozitok Rockwell keménységvizsgálatát az ASTM D785 vagy az ISO 2039-2 szabványnak kell elvégezni. Az alapvizsgálati folyamat során egy meghatározott terhelést alkalmaznak egy gyémánt bemélyítőn keresztül, és a keménységértéket a bemélyedési mélység alapján számítják ki. A vizsgálati folyamat során különös figyelmet kell fordítani a minta előkészítésének és a vizsgálati környezetnek a szabályozására az eredményérték pontosságának biztosítása érdekében. A vizsgálat során két fő előfeltételt kell figyelembe venni:

1. Mintakövetelmények: A vastagságnak ≥ 6 mm-nek, a felületi érdességnek (Ra) ≤ 0,8 μm-nek kell lennie. Ez elkerüli az elégtelen vastagság vagy az egyenetlen felület okozta adattorzulást.

2. Környezetvédelem: A vizsgálatot 23±2℃ hőmérsékleten és 50±5%-os relatív páratartalom mellett ajánlott elvégezni. A hőmérséklet-ingadozások jelentősen befolyásolhatják a Peekhez hasonló polimer anyagok keménységi értékeit.

A különböző szabványok kissé eltérő rendelkezéseket tartalmaznak a vizsgálati eljárásokra vonatkozóan, ezért az alábbi, a tényleges működés során követendő alapelveket egyértelműen meg kell határozni.

Bizonyos megerősített PEEK kompozit anyagok keménysége akár meghaladhatja a HRC 50-et is. Mechanikai tulajdonságaikat olyan mutatók vizsgálatával kell ellenőrizni, mint a szakítószilárdság, a hajlítószilárdság és az ütésállóság. Szabványosított vizsgálatokat kell végezni a nemzetközi szabványoknak, például az ISO és az ASTM szabványoknak megfelelően, hogy biztosítsák minőségük és teljesítményük stabilitását, valamint garantálják alkalmazásuk biztonságát és megbízhatóságát a releváns területeken.