Proves de duresa Rockwell de compostos de polímer PEEK

El PEEK (polieteretercetona) és un material compost d'alt rendiment fabricat combinant resina PEEK amb materials de reforç com ara fibra de carboni, fibra de vidre i ceràmica. Els materials PEEK amb una duresa més alta tenen una millor resistència a les ratllades i a l'abrasió, cosa que els fa adequats per a la fabricació de peces i components resistents al desgast que requereixen un suport d'alta resistència. L'alta duresa del PEEK li permet mantenir la seva forma sense canvis fins i tot després de suportar tensions mecàniques i un ús a llarg termini, cosa que li permet ser àmpliament utilitzat en camps com l'aeroespacial, l'automoció i l'atenció mèdica.

Per als materials PEEK, la duresa és un indicador important de la capacitat del material per resistir la deformació sota forces externes. La seva duresa té un impacte decisiu en el seu rendiment i aplicacions. La duresa se sol mesurar mitjançant la duresa Rockwell, especialment l'escala HRR, que és adequada per a plàstics de duresa mitjana. La prova és convenient i causa pocs danys al material.

En els estàndards de prova de duresa Rockwell per a materials compostos de polímer Peek, l'escala R (HRR) i l'escala M (HRM) s'utilitzen àmpliament, entre les quals l'escala R s'aplica relativament més habitualment.

Per a la majoria de materials Peek purs sense reforç o amb baix reforç (per exemple, contingut de fibra de vidre ≤ 30%), l'escala R sol ser l'opció preferida. Això es deu al fet que l'escala R és adequada per a plàstics relativament tous, la duresa dels materials Peek purs generalment oscil·la entre aproximadament HRR110 i HRR120, que es troba dins del rang de mesura de l'escala R, cosa que permet una reflexió precisa dels seus valors de duresa. A més, les dades d'aquesta escala tenen una universalitat més forta a la indústria a l'hora de provar la duresa d'aquests materials.

Per a materials compostos Peek d'alt reforç (per exemple, contingut de fibra de vidre/fibra de carboni ≥ 30%), sovint s'utilitza l'escala M a causa de la seva major duresa. L'escala M aplica una força de prova més gran, que pot reduir l'impacte de les fibres de reforç sobre les indentacions i donar lloc a dades de prova més estables.

Les proves de duresa Rockwell dels compostos de polímer PEEK han de complir amb les normes ASTM D785 o ISO 2039-2. El procés principal consisteix a aplicar una càrrega específica a través d'un indentador de diamant i calcular el valor de duresa en funció de la profunditat d'indentació. Durant el procés de prova, cal prestar especial atenció al control de la preparació de la mostra i de l'entorn de prova per garantir la precisió del valor del resultat. Cal tenir en compte dos requisits previs clau durant les proves:

1. Requisits de la mostra: El gruix ha de ser ≥ 6 mm i la rugositat superficial (Ra) ha de ser ≤ 0,8 μm. Això evita la distorsió de les dades causada per un gruix insuficient o una superfície irregular.

2. Control ambiental: Es recomana dur a terme les proves en un ambient amb una temperatura de 23 ± 2 ℃ i una humitat relativa del 50 ± 5%. Les fluctuacions de temperatura poden afectar significativament les lectures de duresa de materials polimèrics com el Peek.

Diferents estàndards tenen disposicions lleugerament diferents per als procediments de prova, per la qual cosa les bases que s'han de seguir han d'estar clarament definides en operacions reals.

La duresa de certs materials compostos de PEEK reforçats pot fins i tot superar els 50 HRC. Cal provar les seves propietats mecàniques examinant indicadors com la resistència a la tracció, la resistència a la flexió i la resistència a l'impacte. S'han de dur a terme proves estandarditzades d'acord amb normes internacionals com ISO i ASTM per garantir l'estabilitat de la seva qualitat i rendiment, així com per garantir la seguretat i la fiabilitat de les seves aplicacions en els camps pertinents.