Testarea durității Rockwell a compozitelor polimerice PEEK

PEEK (polieteretercetonă) este un material compozit de înaltă performanță, realizat prin combinarea rășinii PEEK cu materiale de ranforsare precum fibra de carbon, fibra de sticlă și ceramica. Materialele PEEK cu duritate mai mare au o rezistență mai bună la zgârieturi și abraziune, ceea ce le face potrivite pentru fabricarea de piese și componente rezistente la uzură care necesită o rezistență ridicată. Duritatea ridicată a PEEK-ului îi permite să își mențină forma neschimbată chiar și după rezistența la solicitări mecanice și utilizare pe termen lung, ceea ce îi permite să fie utilizat pe scară largă în domenii precum industria aerospațială, industria auto și asistența medicală.

Pentru materialele PEEK, duritatea este un indicator important al capacității materialului de a rezista deformării sub forțe externe. Duritatea sa are un impact decisiv asupra performanței și aplicațiilor lor. Duritatea este de obicei măsurată prin duritatea Rockwell, în special scara HRR, care este potrivită pentru materialele plastice de duritate medie. Testul este convenabil și provoacă puține daune materialului.

În standardele de testare a durității Rockwell pentru materiale compozite polimerice Peek, scara R (HRR) și scara M (HRM) sunt utilizate pe scară largă, dintre care scara R este relativ mai frecvent aplicată.

Pentru majoritatea materialelor Peek pure nearmate sau cu armare redusă (de exemplu, conținut de fibră de sticlă ≤ 30%), scara R este de obicei alegerea preferată. Acest lucru se datorează faptului că scara R este potrivită pentru materiale plastice relativ moi, duritatea materialelor Peek pure variind în general de la aproximativ HRR110 la HRR120, ceea ce se încadrează în intervalul de măsurare al scalei R - permițând reflectarea precisă a valorilor lor de duritate. În plus, datele de pe această scală au o universalitate mai puternică în industrie atunci când se testează duritatea acestor materiale.

Pentru materialele compozite Peek cu armare ridicată (de exemplu, conținut de fibră de sticlă/fibră de carbon ≥ 30%), scara M este adesea utilizată datorită durității lor mai mari. Scara M aplică o forță de testare mai mare, care poate reduce impactul fibrelor de armare asupra indentațiilor și poate duce la date de testare mai stabile.

Testarea durității Rockwell a compozitelor polimerice PEEK trebuie să respecte standardele ASTM D785 sau ISO 2039-2. Procesul principal implică aplicarea unei sarcini specifice printr-un indentator cu diamant și calcularea valorii durității pe baza adâncimii de indentare. În timpul procesului de testare, trebuie acordată o atenție deosebită controlului pregătirii probei și mediului de testare pentru a asigura acuratețea valorii rezultatului. Două cerințe preliminare cheie trebuie respectate în timpul testării:

1. Cerințe privind eșantionul: Grosimea trebuie să fie ≥ 6 mm, iar rugozitatea suprafeței (Ra) trebuie să fie ≤ 0,8 μm. Acest lucru evită distorsiunea datelor cauzată de grosimea insuficientă sau de suprafața neuniformă.

2. Controlul mediului: Se recomandă efectuarea testelor într-un mediu cu o temperatură de 23±2℃ și o umiditate relativă de 50±5%. Fluctuațiile de temperatură pot afecta semnificativ citirile de duritate ale materialelor polimerice precum Peek.

Diferite standarde au prevederi ușor diferite pentru procedurile de testare, așadar, principiile de urmat mai jos trebuie definite clar în operațiunile reale.

Duritatea anumitor materiale compozite PEEK armate poate depăși chiar și HRC 50. Este necesar să se testeze proprietățile lor mecanice prin examinarea unor indicatori precum rezistența la tracțiune, rezistența la încovoiere și rezistența la impact. Testele standardizate ar trebui efectuate în conformitate cu standardele internaționale precum ISO și ASTM pentru a asigura stabilitatea calității și performanței lor, precum și pentru a garanta siguranța și fiabilitatea aplicațiilor lor în domeniile relevante.