Роквелово испитивање тврдоће PEEK полимерних композита

ПЕЕК (полиетеретеркетон) је високо ефикасни композитни материјал направљен комбиновањем ПЕЕК смоле са ојачавајућим материјалима као што су угљенична влакна, стаклена влакна и керамика. ПЕЕК материјали са већом тврдоћом имају бољу отпорност на гребање и абразију, што их чини погодним за производњу делова и компоненти отпорних на хабање којима је потребна подршка високе чврстоће. Висока тврдоћа ПЕЕК-а му омогућава да задржи свој облик непромењен чак и након издржавања механичког напрезања и дуготрајне употребе, што му омогућава широку употребу у областима као што су ваздухопловство, аутомобилска индустрија и медицинска нега.

За PEEK материјале, тврдоћа је важан показатељ способности материјала да се одупре деформацији под дејством спољашњих сила. Његова тврдоћа има пресудан утицај на њихове перформансе и примену. Тврдоћа се обично мери Роквеловом скалом тврдоће, посебно HRR скалом, која је погодна за средње тврде пластике. Тест је погодан и мало оштећује материјал.

У Роквеловим стандардима за испитивање тврдоће за Peek полимерне композитне материјале, широко се користе R скала (HRR) и M скала (HRM), међу којима се R скала релативно чешће примењује.

За већину неармираних или слабо армираних чистих Peek материјала (нпр. садржај стаклених влакана ≤ 30%), R скала је обично преферирани избор. То је зато што је R скала погодна за релативно меке пластике, тврдоћа чистих Peek материјала се генерално креће од приближно HRR110 до HRR120, што спада у опсег мерења R скале — омогућавајући тачно одражавање њихових вредности тврдоће. Поред тога, подаци са ове скале имају већу универзалност у индустрији приликом испитивања тврдоће таквих материјала.

За Peek композитне материјале са високим садржајем арматуре (нпр. садржај стаклених/угљеничних влакана ≥ 30%), M скала се често користи због њихове веће тврдоће. M скала примењује већу силу испитивања, што може смањити утицај армирајућих влакана на удубљења и резултирати стабилнијим подацима испитивања.

Тестирање тврдоће по Роквелу

Тестирање тврдоће PEEK полимерних композита по Роквелу мора бити у складу са стандардима ASTM D785 или ISO 2039-2. Основни процес укључује примену одређеног оптерећења кроз дијамантски удубљивач и израчунавање вредности тврдоће на основу дубине удубљења. Током процеса испитивања, посебна пажња мора се посветити контроли припреме узорка и окружења за испитивање како би се осигурала тачност резултата. Током испитивања морају се имати на уму два кључна предуслова:

1. Захтеви за узорак: Дебљина мора бити ≥ 6 mm, а храпавост површине (Ra) ≤ 0,8 μm. Ово избегава изобличење података узроковано недовољном дебљином или неравном површином.

2. Контрола околине: Препоручује се спровођење испитивања у окружењу са температуром од 23±2℃ и релативном влажношћу од 50±5%. Температурне флуктуације могу значајно утицати на очитавања тврдоће полимерних материјала попут Peek-а.

Различити стандарди имају мало другачије одредбе за поступке испитивања, тако да доле наведене основе које треба следити морају бити јасно дефинисане у стварном пословању.

Стандард тестирања

Често коришћена скала

Почетно оптерећење (N)

Укупно оптерећење (N)

Применљиви сценарији

АСТМ Д785 ХРР

98,07

588,4

PEEK средње тврдоће (нпр. чисти материјал, ојачан стакленим влакнима)
АСТМ Д785 Управљање људским ресурсима

98,07

980,7

PEEK са високом тврдоћом (нпр. ојачан угљеничним влакнима)
ИСО 2039-2 ХРР

98,07

588,4

У складу са условима испитивања R скале у ASTM D785

Тврдоћа одређених армираних PEEK композитних материјала може чак прећи HRC 50. Потребно је тестирати њихова механичка својства испитивањем индикатора као што су затезна чврстоћа, чврстоћа на савијање и чврстоћа на удар. Стандардизована испитивања треба спроводити у складу са међународним стандардима као што су ISO и ASTM како би се осигурала стабилност њиховог квалитета и перформанси, као и гарантовала безбедност и поузданост њихове примене у релевантним областима.


Време објаве: 29. октобар 2025.