Rockwell-hårdhedstestning af PEEK-polymerkompositter

PEEK (polyetheretherketon) er et højtydende kompositmateriale fremstillet ved at kombinere PEEK-harpiks med forstærkende materialer som kulfiber, glasfiber og keramik. PEEK-materialer med højere hårdhed har bedre modstandsdygtighed over for ridser og slid, hvilket gør dem velegnede til fremstilling af slidstærke dele og komponenter, der kræver høj styrke. PEEK's høje hårdhed gør det muligt at bevare sin form uændret, selv efter at have modstået mekanisk belastning og langvarig brug, hvilket gør det muligt at anvende det i vid udstrækning inden for områder som luftfart, bilindustrien og medicinsk behandling.

For PEEK-materialer er hårdhed en vigtig indikator for materialets evne til at modstå deformation under ydre kræfter. Dets hårdhed har en afgørende indflydelse på dets ydeevne og anvendelser. Hårdheden måles normalt ved hjælp af Rockwell-hårdhed, især HRR-skalaen, som er egnet til mellemhårde plasttyper. Testen er praktisk og forårsager kun lidt skade på materialet.

I Rockwell-hårdhedsprøvningsstandarderne for Peek-polymerkompositmaterialer anvendes R-skalaen (HRR) og M-skalaen (HRM) i vid udstrækning, hvoraf R-skalaen er relativt mere almindelig.

For de fleste uforstærkede eller lavforstærkede rene Peek-materialer (f.eks. glasfiberindhold ≤ 30%) er R-skalaen normalt det foretrukne valg. Dette skyldes, at R-skalaen er egnet til relativt bløde plasttyper, og hårdheden af ​​rene Peek-materialer varierer generelt fra cirka HRR110 til HRR120, hvilket falder inden for R-skalaens måleområde – hvilket giver mulighed for en nøjagtig afspejling af deres hårdhedsværdier. Derudover har dataene fra denne skala en stærkere universalitet i branchen, når man tester hårdheden af ​​sådanne materialer.

For Peek-kompositmaterialer med høj forstærkningsgrad (f.eks. glasfiber-/kulfiberindhold ≥ 30 %) anvendes M-skalaen ofte på grund af deres højere hårdhed. M-skalaen anvender en større testkraft, hvilket kan reducere forstærkningsfibrenes påvirkning af fordybninger og resultere i mere stabile testdata.

Rockwell-hårdhedsprøvningen af ​​PEEK-polymerkompositter skal overholde ASTM D785- eller ISO 2039-2-standarderne. Kerneprocessen involverer at påføre en specifik belastning gennem en diamantindrykningsanordning og beregne hårdhedsværdien baseret på indrykningsdybden. Under testprocessen skal der lægges særlig vægt på at kontrollere prøveforberedelsen og testmiljøet for at sikre nøjagtigheden af ​​resultatværdien. To vigtige forudsætninger skal bemærkes under testningen:

1. Prøvekrav: Tykkelsen skal være ≥ 6 mm, og overfladeruheden (Ra) skal være ≤ 0,8 μm. Dette undgår dataforvrængning forårsaget af utilstrækkelig tykkelse eller ujævn overflade.

2. Miljøkontrol: Det anbefales at udføre test i et miljø med en temperatur på 23 ± 2 ℃ og en relativ luftfugtighed på 50 ± 5 %. Temperaturudsving kan påvirke hårdhedsaflæsningerne af polymermaterialer som Peek betydeligt.

Forskellige standarder har lidt forskellige bestemmelser for testprocedurerne, så nedenstående grundlag skal være klart defineret i den faktiske drift.

Hårdheden af ​​visse forstærkede PEEK-kompositmaterialer kan endda overstige HRC 50. Det er nødvendigt at teste deres mekaniske egenskaber ved at undersøge indikatorer som trækstyrke, bøjningsstyrke og slagstyrke. Standardiserede test bør udføres i overensstemmelse med internationale standarder som ISO og ASTM for at sikre stabiliteten af ​​deres kvalitet og ydeevne, samt for at garantere sikkerheden og pålideligheden af ​​deres anvendelser inden for relevante områder.