Kadangi pažangiai įrangai reikia geresnio mechaninio stabilumo ir šilumos valdymo medžiagų,Anglies užpildyta PEEK plėvelėatkreipė dėmesį į aviacijos ir kosmoso komponentus, puslaidininkinę įrangą ir tiksliąsias mašinas. Svarbiausia ne tik tai, kiek anglies pluošto pridedama, bet ir kaip užpildo santykis įtakoja visą gamybos ir naudojimo procesą.
PEEK arba polieterio eterketonas yra pusiau kristalinis aukštos kokybės termoplastas, žinomas dėl savo šiluminio atsparumo, cheminio atsparumo, mechaninio stiprumo ir nusidėvėjimo. Dėl šių savybių jis tinka komponentams, naudojamiems sudėtingoje pramoninėje aplinkoje.
Nepaisant to, neužpildyta PEEK atitinka ne kiekvienos programos reikalavimus. Kai kuriems komponentams reikia didesnio standumo, mažesnio šiluminio plėtimosi, geresnio šilumos perdavimo arba didesnio atsparumo pakartotiniam slydimui. Susmulkinto anglies pluošto pridėjimas keičia medžiagos struktūrą ir padeda patenkinti šiuos reikalavimus.
Liejamos plėvelės gamyboje anglies pluoštas sumaišomas su PEEK derva prieš apdorojant T formos plokščiojo liejimo ir ekstruzijos procesą. Gauta plėvelė yra juodos spalvos ir skiriasi nuo natūralios PEEK plėvelės mechaninėmis ir šiluminėmis savybėmis.
Veikimo pokytis priklauso nuo anglies pluošto kiekio, pluošto dispersijos, išlaikomo pluošto ilgio, ekstruzijos sąlygų ir vėlesnio terminio apdorojimo. Todėl užpildo procentas turėtų būti vertinamas kartu su numatomu panaudojimo ir apdorojimo būdu.
Skirtingi anglies pluošto įkrovimo lygiai sukuria skirtingą pusiausvyrą tarp sutvirtinimo ir apdirbamumo. CF10, CF20 ir CF30 klasės iliustruoja, kaip užpildo santykio padidinimas gali pakeisti liejamos PEEK plėvelės elgseną.
| Įvertinimas | Pagrindinės Charakteristikos | Apdorojimo svarstymai |
|---|---|---|
| CF10 | Mažesnis užpildo kiekis, geresnis kietumas ir takumas, vidutinis sutvirtinimas. | Tinka palyginti plonoms liejamoms plėvelėms, turinčioms mažiau paviršiuje plaukiojančių pluoštų ir palyginti mažesnę deformacijos riziką. |
| CF20 | Subalansuotas standumas, atsparumas dilimui, šilumos laidumas ir matmenų stabilumas. | Siūlo pusiausvyrą tarp medžiagos našumo ir liejamos plėvelės apdirbamumo. |
| CF30 | Didesnis standumas, atsparumas dilimui ir šilumos laidumas. | Dėl didesnio lydalo klampumo ir trapumo plonos plėvelės liejimas ir antrinis apdorojimas yra sudėtingesni. |
CF10 paprastai lengviau perdirbti į plonesnes plėvelės struktūras. Jo mažesnis lydalo klampumas palaiko geresnį tekėjimą liejant, o medžiaga išlaiko palyginti daugiau lankstumo ir tvirtumo.
CF20 suteikia labiau subalansuotą armavimo ir apdorojimo efektyvumo derinį. Tai gali būti svarstoma, kai programai reikia didesnio standumo ir atsparumo dilimui, nepereinant tiesiai į didesnį trapumą, susijusį su CF30.
CF30 siūlo stipresnį sutvirtinimą, tačiau jo didesnė anglies pluošto įkrova padidina lydalo klampumą ir apsunkina stabilią itin plonų plėvelių gamybą. Gaminio informacijoje nurodytas praktinis šios rūšies gaminio storis ne mažesnis kaip 0,25 mm.
UžAnglies užpildyta PEEK plėvelė, atitinkama klasė turėtų būti parinkta pagal reikiamą storį, lenkimo sąlygas, mechaninę apkrovą, šilumines charakteristikas ir antrinio apdorojimo metodą.
Anglies pluošto armavimas keičia ne tik gatavos medžiagos savybes, bet ir PEEK elgseną ekstruzijos ir liejimo metu. Didėjant užpildo kiekiui, didėja lydalo klampumas. Tai įtakoja, kaip tolygiai medžiaga pasiskirstys per štampą ir kaip ji reaguoja į tempimo įtampą ir aušinimą.
Liejamos plėvelės gamybos metu išlydyta medžiaga praeina per plokščią štampą ir traukiama per aušinimo volelius. Stabilus lydalo srautas yra svarbus norint išlaikyti vienodą storį ir paviršiaus kokybę. Didesnė anglies pluošto apkrova gali padaryti procesą jautresnį temperatūrai, ekstruzijos slėgiui ir tempimo sąlygoms.
Netolygi pluošto dispersija gali sukelti matomus paviršiaus defektus, pluošto poveikį arba vietinius medžiagos savybių pokyčius. Per didelis tempimo įtempimas taip pat gali prisidėti prie įtrūkimų, įdubimų ir kitų plėvelės defektų, ypač apdorojant didesnio užpildo kompozicijas.
Ekstruzija ir aušinimas gali palikti liekamąjį įtempimą plėvelės viduje. Kai medžiaga vėliau yra pjaustoma, šie įtempimai gali būti išlaisvinti netolygiai, todėl nupjauta dalis susiraito arba deformuojasi. Anglies pluošto orientacija gali prisidėti prie skirtingo susitraukimo elgesio mašinos kryptimi ir skersine kryptimi.
Gradientinis aušinimas, kontroliuojama tempimo įtampa ir atkaitinimas yra vienos iš proceso priemonių, naudojamų šiai rizikai sumažinti. Tačiau šie gydymo būdai gali sušvelninti būdingą medžiagos anizotropiją, o ne visiškai ją pašalinti.
Pagrindinė anglies pluošto pridėjimo priežastis yra pakeisti PEEK matricos veikimą. Kai kurios savybės yra ypač svarbios vertinant plėvelę pramoniniam naudojimui.
Anglies pluošto sutvirtinimas padidina standumą ir padeda apriboti šiluminę deformaciją. Tai gali būti naudinga naudojant tikslius tarpiklius, plonus konstrukcinius komponentus ir sandarinimo elementus, kurie turi išlaikyti savo geometriją esant mechaninei ar terminei apkrovai.
Anglies pluoštas pagerina šilumos perdavimą, palyginti su neužpildytu PEEK. Pagal pateiktus medžiagos duomenis natūralaus PEEK šilumos laidumas yra apie 0,29 W/(m·K), o CF10 siekia 0,5–0,7 W/(m·K), o CF30 – 0,8–1,2 W/(m·K).
| Medžiaga | Šilumos laidumas |
|---|---|
| Natūralus PEEK | Apytiksliai 0,29 W/(m·K) |
| CF10 PEEK | 0,5–0,7 W/(m·K) |
| CF30 PEEK | 0,8–1,2 W/(m·K) |
Anglies pluošto sutvirtinimas gali pagerinti atsparumą dilimui ir sumažinti trintį tinkamose slydimo srityse. Dėl to medžiaga tinka pramoniniams įdėklams, trintį mažinantiems sluoksniams ir dilimui atspariems komponentams. Tikrasis veikimas priklauso nuo kontaktinio slėgio, paviršiaus apdailos, priešingo paviršiaus medžiagos ir eksploatavimo sąlygų.
Didesnis anglies pluošto kiekis paprastai sumažina plėvelės lankstumą. Ypač CF30 yra trapesnis ir gali atsirasti mikro įtrūkimų, kai šiek tiek lenkiamas. Taikymui, susijusiam su pasikartojančiu dideliu lenkimu ar smūgiu, gali būti tinkamesnis mažesnio užpildo lygis arba neužpildytas PEEK.
Dėl šilumos laidumo, atsparumo dilimui ir matmenų stabilumo derinys anglies pluoštu užpildytą PEEK plėvelę tinka kelioms specializuotoms pramonės aplinkoms.
Galimas pritaikymas apima lengvus ekranavimo sluoksnius, aukštos temperatūros izoliacijos komponentus ir dilimui atsparius slankiuosius elementus. Renkantis medžiagą reikia atsižvelgti į darbo temperatūrą, vibraciją, radiacijos poveikį ir atitinkamus kvalifikacijos reikalavimus.
Anglies pluoštu užpildyta PEEK plėvelė gali būti naudojama nekontaktiniams izoliaciniams įdėklams, izoliacinėms plokštėms ir tam tikriems dilimui atspariems komponentams vakuuminėje įrangoje. Jo šiluminės ir mechaninės savybės gali būti naudingos įrangoje, kuri yra veikiama aukštesnės temperatūros ir nuolatinio mechaninio judėjimo.
Pramonėje naudojami stumdomi įdėklai, trintį mažinantys sluoksniai, sandarinimo lakštai ir termoizoliacinės trinkelės. Reikalingas storis, plokštumas, trinties elgsena ir matmenų leistinos nuokrypos turi būti patvirtintos pagal komponento konstrukciją.
Medžiagų apribojimai yra tokie pat svarbūs kaip ir galimi pritaikymai. Standartinė smulkintu anglies pluoštu užpildyta PEEK plėvelė neturėtų būti pasirinkta kiekvienai aplinkai.
● Tai nepakeičia specialios ESD kontroliuojamos medžiagos, kai reikalinga stabili paviršiaus varža nurodytame diapazone.
● Netinka tiesioginiam sąlyčiui su didelio grynumo puslaidininkinėmis plokštelėmis, kur anglies dalelių užterštumas yra nepriimtinas.
● Dėl santykinai didelio trapumo jis netinkamas naudoti, kai daug kartų lenkiamas.
● Jo nepermatoma juoda išvaizda neatitinka skaidrios plėvelės reikalavimų.
● Jis neturėtų būti naudojamas aplinkoje, kurioje yra stipriai oksiduojančios terpės, galinčios pažeisti PEEK matricą.
UžAnglies užpildyta PEEK plėvelė, pritaikymo tinkamumas turi būti įvertintas naudojant faktines eksploatavimo sąlygas, o ne vien medžiagos pavadinimą ar anglies pluošto procentą.
Nuosekliam medžiagų veikimui reikalinga kontrolė viso gamybos proceso metu. Anglies pluošto kiekis, drėgmė, pluošto ilgis, storis ir vidinis įtempis gali turėti įtakos gatavos plėvelės kokybei.
Galima patikrinti gaunamų sudėtinių granulių drėgnumą, anglies pluošto įkrovą ir pluošto ilgį. Šie patikrinimai padeda nustatyti medžiagų pokyčius prieš pradedant ekstruziją.
Storio stebėjimas ir paviršiaus patikra padeda nustatyti skirtumus liejimo metu. Optinės tikrinimo sistemos gali aptikti matomus defektus, tokius kaip juodos dėmės, skylutės, įbrėžimai ir atviri plūduriuojantys pluoštai. Neprivaloma rentgeno patikra gali būti naudojama norint patikrinti, ar nėra įterptųjų metalo dalelių, jei nurodyta.
Gatavo produkto tikrinimas gali apimti matmenų matavimą, paviršiaus tyrimą, skerspjūvio analizę, mechaninį bandymą ir šiluminių savybių įvertinimą. Iškirptų deformacijų testai taip pat gali padėti įvertinti liekamąjį stresą po antrinio apdorojimo.
Šie valdikliai ypač svarbūs tiksliam naudojimui, kai plėvelės lygumas, storio nuoseklumas ir mechaninės savybės turi įtakos gatavo komponento veikimui.
Guangzhou Ideal Plastic Technology Co., Ltd.praneša, kad 2014 m. pradėjo gaminti anglies pluoštu užpildytą PEEK plėvelę. Nurodyta gamybos kontrolė apima gaunamų medžiagų patikrinimą, stebėjimą internetu ir gatavo produkto laboratorinius bandymus. Bendrovė taip pat teikia pjaustymo, laminavimo ir pjovimo paslaugas pagal taikomas plėvelės specifikacijas.
A: Klasės daugiausia skiriasi anglies pluošto apkrova ir dėl to atsirandančia standumo, atsparumo dilimui, šilumos laidumo, kietumo ir apdirbamumo pusiausvyra. CF10 užtikrina geresnį tekėjimą ir tvirtumą, CF20 – subalansuotą savybių derinį, o CF30 užtikrina didesnį sutvirtinimą, kai reikalaujama griežtesnių apdorojimo reikalavimų.
A: Iškrypimas yra susijęs su liekamuoju vidiniu įtempimu dėl ekstruzijos ir aušinimo, taip pat su anizotropiniu susitraukimu, kurį sukelia anglies pluošto orientacija. Atkaitinimas ir kontroliuojamas aušinimas gali sumažinti riziką, nors jie negali visiškai pašalinti būdingos medžiagos anizotropijos.
A: Nebūtinai. Standartinė smulkintu anglies pluoštu užpildyta PEEK plėvelė gali turėti puslaidininkių savybių, tačiau jos varža gali svyruoti plačiame diapazone. Programoms, kurioms reikalingas kontroliuojamas ESD veikimas, turėtų būti naudojama speciali ESD klasės medžiaga su patikrintais elektros bandymo duomenimis.
A: CF30 lydalo klampumas ir didesnis trapumas nei mažesnio užpildo klasės. Nurodytose gamybos gairėse nurodomas patikimas liejimas, kai storis 0,25 mm ir didesnis. Skiediklių naudojimas turi būti įvertintas su gamintoju prieš nustatant specifikaciją.
A: Patikrinimas gali apimti drėgmės testavimą, anglies pluošto kiekio analizę, pluošto ilgio tyrimą, storio stebėjimą internetu, paviršiaus patikrinimą, matmenų matavimą, mechaninį bandymą, terminį bandymą ir štampuoto deformacijos įvertinimą.
A: Pateikite reikiamą anglies pluošto klasę, plėvelės storį, plotį, ritinio ilgį arba lakšto matmenis, paviršiaus reikalavimus, apdorojimo metodą ir numatomą pritaikymą. Jei reikia, taip pat turėtų būti nurodyta darbinė temperatūra, mechaninė apkrova ir elektros reikalavimai.
Anglies pluošto sutvirtinimas sukuria naujas PEEK plėvelės galimybes tais atvejais, kai reikia didesnio standumo, geresnio šilumos perdavimo ir geresnio nusidėvėjimo. Tuo pačiu metu užpildo kiekis keičia medžiagos lankstumą ir gamybos charakteristikas. Todėl reikia pasirinkti tinkamą rūšį derinant naudojimo efektyvumą su liejimo stabilumu ir tolesnio apdorojimo reikalavimais.
