Изпитване на твърдост по Рокуел на полимерни композити от PEEK

PEEK (полиетеретеркетон) е високоефективен композитен материал, произведен чрез комбиниране на PEEK смола с подсилващи материали като въглеродни влакна, стъклени влакна и керамика. PEEK материалите с по-висока твърдост имат по-добра устойчивост на надраскване и износване, което ги прави подходящи за производство на износоустойчиви части и компоненти, които изискват високоякостна опора. Високата твърдост на PEEK му позволява да запази формата си непроменена дори след издържане на механично натоварване и дългосрочна употреба, което му позволява широкото му използване в области като аерокосмическа, автомобилна и медицинска промишленост.

За PEEK материалите, твърдостта е важен показател за способността на материала да се съпротивлява на деформация под въздействието на външни сили. Неговата твърдост има решаващо влияние върху техните характеристики и приложения. Твърдостта обикновено се измерва по скалата на Рокуел, особено по HRR скалата, която е подходяща за средно твърди пластмаси. Тестът е удобен и причинява малки повреди на материала.

В стандартите за изпитване на твърдост по Рокуел за полимерни композитни материали Peek, широко се използват скалите R (HRR) и M (HRM), сред които скалата R е сравнително по-често прилагана.

За повечето неармирани или нискоармирани чисти Peek материали (напр. съдържание на стъклени влакна ≤ 30%), R скалата обикновено е предпочитаният избор. Това е така, защото R скалата е подходяща за относително меки пластмаси, а твърдостта на чистите Peek материали обикновено варира от приблизително HRR110 до HRR120, което попада в диапазона на измерване на R скалата, което позволява точно отразяване на техните стойности на твърдост. Освен това, данните от тази скала имат по-голяма универсалност в индустрията при тестване на твърдостта на такива материали.

За високо армиращи Peek композитни материали (напр. съдържание на стъклени влакна/въглеродни влакна ≥ 30%), M скалата често се използва поради по-високата им твърдост. M скалата прилага по-голяма тестова сила, което може да намали въздействието на армиращите влакна върху вдлъбнатините и да доведе до по-стабилни данни от изпитванията.

Изпитването за твърдост по Рокуел на полимерни композити от PEEK трябва да отговаря на стандартите ASTM D785 или ISO 2039-2. Основният процес включва прилагане на специфично натоварване чрез диамантен индентор и изчисляване на стойността на твърдостта въз основа на дълбочината на вдлъбване. По време на процеса на изпитване трябва да се обърне специално внимание на контрола на подготовката на пробата и средата за изпитване, за да се гарантира точността на резултата. По време на изпитването трябва да се отбележат две ключови предпоставки:

1. Изисквания към пробата: Дебелината трябва да бъде ≥ 6 mm, а грапавостта на повърхността (Ra) трябва да бъде ≤ 0,8 μm. Това избягва изкривяване на данните, причинено от недостатъчна дебелина или неравна повърхност.

2. Контрол на околната среда: Препоръчва се изпитването да се провежда в среда с температура 23±2℃ и относителна влажност 50±5%. Температурните колебания могат значително да повлияят на показанията за твърдост на полимерни материали като Peek.

Различните стандарти имат леко различни разпоредби за процедурите за изпитване, така че посочените по-долу основи, които трябва да се следват, трябва да бъдат ясно определени в реалните операции.

Твърдостта на някои подсилени PEEK композитни материали може дори да надвиши HRC 50. Необходимо е да се тестват техните механични свойства чрез изследване на показатели като якост на опън, якост на огъване и ударна якост. Стандартизирани тестове трябва да се провеждат в съответствие с международни стандарти като ISO и ASTM, за да се гарантира стабилността на тяхното качество и характеристики, както и да се гарантира безопасността и надеждността на тяхното приложение в съответните области.