पीईईके पॉलिमर कंपोझिट्सची रॉकवेल कठीणता चाचणी

पीईईके (पॉलीइथरइथरकेटोन) हे एक उच्च-कार्यक्षमतेचे संमिश्र साहित्य आहे, जे पीईईके रेझिनला कार्बन फायबर, ग्लास फायबर आणि सिरॅमिक्ससारख्या मजबुती देणाऱ्या साहित्यासोबत एकत्र करून बनवले जाते. जास्त कठीणपणा असलेल्या पीईईके साहित्यामध्ये ओरखडे आणि झीज यांना चांगला प्रतिकार करण्याची क्षमता असते, ज्यामुळे ते उच्च-शक्तीच्या आधाराची आवश्यकता असलेले झीज-प्रतिरोधक भाग आणि घटक तयार करण्यासाठी योग्य ठरतात. पीईईकेच्या उच्च कठीणपणामुळे, यांत्रिक ताण आणि दीर्घकाळ वापर सहन केल्यानंतरही ते आपला आकार कायम राखू शकते, ज्यामुळे त्याचा वापर एरोस्पेस, ऑटोमोटिव्ह आणि वैद्यकीय सेवा यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

PEEK पदार्थांसाठी, कठीणपणा हा बाह्य शक्तींखाली होणाऱ्या विरूपणाला प्रतिकार करण्याच्या पदार्थाच्या क्षमतेचा एक महत्त्वाचा निर्देशक आहे. त्याच्या कठीणपणाचा त्याच्या कार्यक्षमतेवर आणि उपयोगांवर निर्णायक परिणाम होतो. कठीणपणा सामान्यतः रॉकवेल कठीणपणाने, विशेषतः HRR स्केलने मोजला जातो, जो मध्यम-कठीण प्लॅस्टिकसाठी योग्य आहे. ही चाचणी सोयीस्कर असून त्यामुळे पदार्थाला कमी नुकसान पोहोचते.

पीक पॉलिमर कंपोझिट मटेरियलसाठीच्या रॉकवेल कठीणता चाचणी मानकांमध्ये, आर स्केल (एचआरआर) आणि एम स्केल (एचआरएम) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, त्यापैकी आर स्केल तुलनेने अधिक सामान्यपणे वापरला जातो.

बहुतेक अप्रबलित किंवा कमी-प्रबलित शुद्ध पीक पदार्थांसाठी (उदा., ग्लास फायबरचे प्रमाण ≤ ३०%), आर स्केलला सामान्यतः प्राधान्य दिले जाते. याचे कारण असे की, आर स्केल तुलनेने मऊ प्लॅस्टिकसाठी योग्य आहे, शुद्ध पीक पदार्थांची कठीणता साधारणपणे HRR110 ते HRR120 च्या दरम्यान असते, जी आर स्केलच्या मापन श्रेणीमध्ये येते—त्यामुळे त्यांच्या कठीणतेच्या मूल्यांचे अचूक प्रतिबिंब मिळते. याव्यतिरिक्त, अशा पदार्थांच्या कठीणतेची चाचणी करताना उद्योगात या स्केलवरील डेटाला अधिक सार्वत्रिकता आहे.

उच्च प्रबलन असलेल्या पीक कंपोझिट मटेरियलसाठी (उदा., ग्लास फायबर/कार्बन फायबरचे प्रमाण ≥ ३०%), त्यांच्या उच्च कठीणपणामुळे अनेकदा एम स्केलचा वापर केला जातो. एम स्केल अधिक मोठे चाचणी बल लावते, ज्यामुळे इंडेंटेशनवरील प्रबलन फायबरचा प्रभाव कमी होऊ शकतो आणि परिणामी अधिक स्थिर चाचणी डेटा मिळतो.

पीईईके पॉलिमर कंपोझिट्सची रॉकवेल कठीणता चाचणी एएसटीएम डी७८५ (ASTM D785) किंवा आयएसओ २०३९-२ (ISO 2039-2) मानकांनुसार असावी. या मुख्य प्रक्रियेमध्ये डायमंड इंडेंटरद्वारे एक विशिष्ट भार लागू करणे आणि इंडेंटेशनच्या खोलीवर आधारित कठीणता मूल्याची गणना करणे समाविष्ट आहे. चाचणी प्रक्रियेदरम्यान, निकालाच्या मूल्याची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी नमुना तयार करणे आणि चाचणीचे वातावरण नियंत्रित करण्यावर विशेष लक्ष दिले पाहिजे. चाचणी दरम्यान दोन प्रमुख पूर्व-अटींची नोंद घेणे आवश्यक आहे:

१. नमुन्यासाठी आवश्यकता: जाडी ≥ ६ मिमी आणि पृष्ठभागाची खडबड (Ra) ≤ ०.८ μm असावी. यामुळे अपुरी जाडी किंवा असमान पृष्ठभागामुळे होणारे डेटा विरूपण टाळता येते.

२. पर्यावरणीय नियंत्रण: चाचणी २३±२℃ तापमान आणि ५०±५% सापेक्ष आर्द्रता असलेल्या वातावरणात घेण्याची शिफारस केली जाते. तापमानातील चढउतारामुळे पीक (Peek) सारख्या पॉलिमर पदार्थांच्या कठीणपणाच्या मापनावर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो.

वेगवेगळ्या मानकांमध्ये चाचणी प्रक्रियेसाठी थोड्या वेगळ्या तरतुदी असतात, त्यामुळे प्रत्यक्ष कामकाजात खालील आधार पाळणे आवश्यक आहे.

काही प्रबलित PEEK संमिश्र पदार्थांची कठोरता HRC 50 पेक्षाही जास्त असू शकते. ताणशक्ती, वक्रताशक्ती आणि आघातशक्ती यांसारख्या निर्देशकांचे परीक्षण करून त्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांची चाचणी करणे आवश्यक आहे. त्यांच्या गुणवत्तेची आणि कार्यक्षमतेची स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी, तसेच संबंधित क्षेत्रांमधील त्यांच्या उपयोगांची सुरक्षितता आणि विश्वसनीयता यांची हमी देण्यासाठी, ISO आणि ASTM सारख्या आंतरराष्ट्रीय मानकांनुसार प्रमाणित चाचण्या घेतल्या पाहिजेत.