ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)は、その例外的な機械的、熱、および化学的特性で知られる高性能エンジニアリング熱可塑性塑性です。 30%のガラス繊維で補強すると、Peekの固有の特性を大幅に強化する複合材料であるPeek GF30になります。この記事では、PEEK GF30の詳細な調査を提供し、その材料特性、利点、産業用途、および実際的な考慮事項に焦点を当てています。
PeekGF30とは何ですか?
定義と構成
Peek GF30は、30%のガラス繊維で強化された未充填のピークで構成される複合材料です。この強化は、ピークの有名な耐薬品性と熱安定性を保持しながら、ベースポリマーの機械的強度、剛性、および寸法安定性を改善します。
構造特性
Peek GF30は半結晶ポリマーです。つまり、結晶領域とアモルファス領域の両方が含まれています。結晶領域は、その高い引張強度と弾性率に寄与しますが、アモルファス領域は靭性と耐衝撃性を提供します。ガラス繊維を追加すると、これらの機械的特性がさらに強化され、Peek GF30が要求の要求に適しています。
PEEK GF30の材料特性
機械的強度と剛性
引張強度: Peek GF30は、通常、150〜170 MPaの範囲で引張強度を示します。
弾力性の弾性率: PEEK GF30の弾力性の弾性率は約3,000〜4,000 MPaであり、未充填のピークの2倍です。この高い剛性により、負荷をかけるコンポーネントに最適です。
クリープ抵抗: ガラス繊維の補強はクリープ変形を減らし、ピークGF30が特に高温で長期の静的負荷の下で寸法の安定性を維持できるようにします。
熱安定性
Peek GF30は、ガラス遷移温度(TG)で優れた熱安定性を維持します。最大180°C(356°F)までの連続的なサービス温度に耐え、最大260°C(500°F)までの短期曝露に耐えることができます。これにより、航空宇宙や自動車用途などの高温環境に適しています。
化学および放射線耐性
Peek GF30は、オイル、燃料、有機溶媒を含む幅広い化学物質に対して非常に耐性があります。また、加水分解とガンマ放射に対する優れた耐性を示しており、過酷な化学および滅菌環境に適しています。
電気断熱
導電性ガラス繊維の添加にもかかわらず、Peek GF30は、大量の抵抗率と低誘電率を含む良好な電気断熱特性を保持します。これにより、断熱材とともに機械的強度を必要とする電気的および電子アプリケーションで役立ちます。
摩耗と耐摩耗性
ガラス繊維は、耐摩耗性と靭性を高めますが、交尾表面に研磨効果がある可能性があり、ピークGF30はベアリングまたはスライド摩耗アプリケーションに適していません。
Peek GF30の利点
高強度と重量の比率: 比較的低い密度(比重〜1.30)で優れた機械的性能を提供します。
寸法安定性: 熱膨張係数が低いと、温度変動下での変形が最小限に抑えられます。
熱耐久性: 高温で機械的完全性を維持します。
化学的不活性: ほとんどの溶媒および腐食剤に耐性。
生体適合性: 医療機器に適し、FDAが食品接触アプリケーションに承認しました。
放射線耐性: 分解なしに高用量のガンマ放射に耐えることができます。
炎抵抗と低いアウトガス: 航空宇宙および真空環境に適しています。
Peek GF30の産業用途
航空宇宙と自動車
Peek GF30は、構造成分、精密部分、および高強度、剛性、熱安定性を必要とするサポートに広く使用されています。その軽量性は、燃料効率とパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。
医療機器
その生体適合性と滅菌耐性により、Peek GF30はインプラント、手術器具、および薬物送達システムで使用されています。
電気および電子機器
機械的堅牢性と組み合わせた電気断熱特性により、絶縁体、コイルボビン、電気コネクタに適しています。
石油およびガス産業
GF30のおしっこ耐性と蒸気や高温に耐える能力は、シール、バルブプレート、および腐食性環境にさらされるその他の成分に最適です。
産業機械
耐摩耗性の部品、構造サポート、および繰り返しの熱および機械的サイクリングにさらされたコンポーネントで使用されます。
他のピーク複合材料との比較
プロパティ/機能 |
ピークGF30(ガラス繊維) |
ピークCF30(炭素繊維) |
補強型 |
30%ガラス繊維 |
30%炭素繊維 |
機械的強度 |
高い引張強度と剛性 |
より高い剛性、より良い耐摩耗性 |
密度 |
ガラス繊維のために高い |
密度が低く、軽量 |
熱伝導率 |
より低い |
より高い、より良い熱散逸 |
耐摩耗性 |
良いが、交配面で研磨性 |
優れた摩耗と摩擦特性 |
アプリケーション |
構造部品、電気断熱 |
スライドコンポーネント、ギア、バルブシート |
処理と機械加工の考慮事項
Peek GF30は、標準的な手法を使用して機械加工できます。ただし、ガラス繊維の存在は、それらの研磨性のためにツールの摩耗を増加させます。精度と表面の仕上げを維持するには、適切なツールと機械加工パラメーターが不可欠です。炭素繊維強化のピークと比較して、ガラス繊維強化の覗き見は一般的に機械加工するのが簡単ですが、それでも注意が必要です。
まとめ
Peek GF30は、30%のガラス繊維強化によって提供される機械的強度と寸法安定性の強化と、ピークの優れた耐薬品質、熱安定性、および生体適合性を組み合わせた、汎用性の高い高性能複合材料です。そのユニークな特性により、航空宇宙、自動車、医療、電気、および産業部門全体で、特に高温および腐食条件下での耐久性を要求する用途においても不可欠です。
よくある質問(FAQ)
Q1:Peek GF30の最大連続動作温度はどのくらいですか?
A1:Peek GF30は、最大180°C(356°F)までの温度で連続的に動作し、260°C(500°F)までの短期暴露に耐えることができます。
Q2:ガラス繊維の補強は、Peekの機械的特性にどのように影響しますか?
A2:30%のガラス繊維補強材は、未透明の覗き見に比べて引張強度、剛性、クリープ抵抗を大幅に増加させます。
Q3:Peek GF30は、ベアリングアプリケーションに適していますか?
A3:PEEK GF30は、通常、交尾表面上のガラス繊維の研磨性のため、ベアリングまたは摩耗用途には推奨されません。
Q4:Peek GF30は医療インプラントで使用できますか?
A4:はい、Peek GF30は生体適合性があり、インプラントや手術器具を含む特定の医療用途向けにFDAが承認しています。
Q5:Peek GF30は、炭素繊維強化ピーク(CF30)と比較してどうですか?
A5:どちらも機械的特性を強化しますが、CF30は剛性が高く、耐摩耗性が高く、密度が低くなりますが、GF30は優れた耐薬品性を提供し、機械加工が容易です。
単語数: 約2,150語
記事の概要:
Peek GF30は、高性能ポリマーピークのガラス繊維強化バリアントであり、機械的強度、剛性、熱安定性を高めます。 30%のガラス繊維含有量により、航空宇宙、自動車、医療、および産業用途で広く使用されており、高温や腐食性環境で耐久性を必要とします。その優れた耐薬品性、生体適合性、および電気断熱特性により、エンジニアリングの課題を要求するための多用途の材料になります。