Rockwellovo testiranje trdote polimernih kompozitov PEEK

PEEK (polietereterketon) je visokozmogljiv kompozitni material, izdelan z združevanjem smole PEEK z ojačitvenimi materiali, kot so ogljikova vlakna, steklena vlakna in keramika. Materiali PEEK z višjo trdoto so bolj odporni na praske in abrazijo, zaradi česar so primerni za izdelavo delov in komponent, odpornih proti obrabi, ki zahtevajo visoko trdnostno oporo. Visoka trdota PEEK-a mu omogoča, da ohrani svojo obliko nespremenjeno tudi po mehanskih obremenitvah in dolgotrajni uporabi, kar omogoča njegovo široko uporabo na področjih, kot so vesoljska, avtomobilska in medicinska industrija.

Pri materialih PEEK je trdota pomemben pokazatelj sposobnosti materiala, da se upre deformaciji pod vplivom zunanjih sil. Njena trdota ima odločilen vpliv na njihovo delovanje in uporabo. Trdota se običajno meri po Rockwellovi lestvici trdote, zlasti po lestvici HRR, ki je primerna za srednje trde plastike. Preizkus je priročen in materialu povzroči le malo škode.

V Rockwellovih standardih za merjenje trdote za polimerne kompozitne materiale Peek se pogosto uporabljata lestvica R (HRR) in lestvica M (HRM), med katerimi je lestvica R relativno pogosteje uporabljena.

Za večino neojačanih ali nizko ojačitvenih čistih materialov Peek (npr. vsebnost steklenih vlaken ≤ 30 %) je običajno prednostna izbira lestvica R. Ker je lestvica R primerna za relativno mehke plastike, se trdota čistih materialov Peek običajno giblje od približno HRR110 do HRR120, kar spada v merilno območje lestvice R, kar omogoča natančen odraz njihovih vrednosti trdote. Poleg tega imajo podatki s te lestvice večjo univerzalnost v industriji pri testiranju trdote takšnih materialov.

Za visoko ojačane kompozitne materiale Peek (npr. vsebnost steklenih/ogljikovih vlaken ≥ 30 %) se zaradi njihove večje trdote pogosto uporablja lestvica M. Lestvica M uporablja večjo preskusno silo, kar lahko zmanjša vpliv ojačevalnih vlaken na vdolbine in posledično zagotovi stabilnejše podatke testiranja.

Rockwellovo testiranje trdote polimernih kompozitov PEEK mora biti v skladu s standardoma ASTM D785 ali ISO 2039-2. Osrednji postopek vključuje nanašanje specifične obremenitve skozi diamantno vdolbino in izračun vrednosti trdote na podlagi globine vtiska. Med postopkom testiranja je treba posebno pozornost nameniti nadzoru priprave vzorca in preskusnega okolja, da se zagotovi natančnost rezultatne vrednosti. Med testiranjem je treba upoštevati dva ključna predpogoja:

1. Zahteve glede vzorca: Debelina mora biti ≥ 6 mm, hrapavost površine (Ra) pa ≤ 0,8 μm. S tem se izognemo popačenju podatkov zaradi nezadostne debeline ali neravne površine.

2. Nadzor okolja: Priporočljivo je, da se testiranje izvaja v okolju s temperaturo 23 ± 2 ℃ in relativno vlažnostjo 50 ± 5 %. Temperaturna nihanja lahko znatno vplivajo na odčitke trdote polimernih materialov, kot je Peek.

Različni standardi imajo nekoliko drugačne določbe za postopke testiranja, zato je treba spodaj navedene osnove, ki jih je treba upoštevati, jasno opredeliti v dejanskem delovanju.

Trdota nekaterih ojačanih kompozitnih materialov PEEK lahko celo preseže HRC 50. Njihove mehanske lastnosti je treba preizkusiti s pregledom kazalnikov, kot so natezna trdnost, upogibna trdnost in udarna trdnost. Standardizirane teste je treba izvajati v skladu z mednarodnimi standardi, kot sta ISO in ASTM, da se zagotovi stabilnost njihove kakovosti in delovanja ter varnost in zanesljivost njihove uporabe na ustreznih področjih.