Bei der Auswahl des richtigen PEEK-Verbundwerkstoffs geraten Sie immer in Schwierigkeiten und wissen nicht, welches Material Sie wählen sollen. Heute werden wir ungefülltes PEEK und Kohlefaser-PEEK vergleichen, um Ihr Wissen über PEEK-Materialien zu verbessern.
Ungefülltes PEEK ist ein 100%-reines thermoplastisches Hochleistungspolymer ohne Füllstoffe oder Verstärkungen. Es hat bei Raumtemperatur eine beige oder natürliche Farbe und kann zu verschiedenen Halbzeugprofilen wie PEEK-Platten, Peek-Stäben, Peek-Rohren usw. verarbeitet werden. Es hat die höchste Dehnung und Zähigkeit, hervorragende mechanische und chemische Eigenschaften und eignet sich für Anwendungen, die chemische Stabilität und FDA-Konformität erfordern. Es kann dauerhaft in Hochtemperaturumgebungen von 250 °C verwendet werden.
Kohlenstoffgefülltes PEEK wird als CF PEEK bezeichnet. Dem ungefüllten PEEK werden verschiedene Anteile an Kohlenstofffasern, wie z. B. 10%-30%, hinzugefügt, um die Leistung des PEEK zu verbessern. Natürlich wird die Leistung unterschiedlich sein, wenn unterschiedliche Anteile hinzugefügt werden.
Wir verwenden normalerweise 30%-Kohlefaser als Referenz. Die Farbe von mit Kohlenstoff gefülltem PEEK ist normalerweise schwarz. Im Vergleich zu ungefülltem PEEK verbessert Kohlefaser-PEEK die Druckfestigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit erheblich, verringert den Wärmeausdehnungskoeffizienten und erhöht die Wärmeleitfähigkeit. Es eignet sich sehr gut für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern. Und Zubehör mit hoher thermischer Stabilität.
| Eigentum | Ungefülltes PEEK | Kohlenstoffgefülltes PEEK | Ergebnisse |
| Dichte | 1,31 g/cm³ | 1,41 g/cm³ | / |
| Zugfestigkeit | 110 MPa (16.000 psi) | 131 MPa (19.000 psi) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Zugmodul | 500.000 psi (3.448 MPa) | 1.100.000 psi (7.586 MPa) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Biegefestigkeit | 172 MPa (25.000 psi) | 177 MPa (25.750 psi) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Biegemodul | 4.137 MPa (600.000 psi) | 1.250.000 psi (8.620 MPa) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Druckfestigkeit | 138 MPa (20.000 psi) | 29.000 psi (200 MPa) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Wärmeformbeständigkeitstemperatur | 162 °C | 291 °C | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Wasseraufnahme | 0.001 | 0.0006 | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Der Wärmeausdehnungskoeffizient | 2,6 x 10^-5 Zoll/Zoll/°F | 1,0 x 10^-5 Zoll/Zoll/°F | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Verschleißfestigkeit | Mäßig | Exzellent | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Elektrische Leitfähigkeit | Isolierend | Leitfähig | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Chemische Resistenz | Ausgezeichnet; beständig gegen die meisten Chemikalien und Lösungsmittel | Ausgezeichnet; ähnliche Beständigkeit mit verbesserter Haltbarkeit | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Elektrische Isolierung | Ausgezeichnet; hohe Durchschlagsfestigkeit | Mäßig; verbesserte Leitfähigkeit durch Kohlenstoffgehalt | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Wärmeleitfähigkeit | Niedrig (~0,25 W/m·K) | Hoch (~3,5-mal so hoch wie bei ungefülltem PEEK) | Ungefülltes PEEK |
| Bruchdehnung | 0.2 | 0.05 | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Thermische Eigenschaften | Maximale Betriebstemperatur: 480 °F (250 °C) | Max. Betriebstemperatur: 600°F (316°C) | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Härte | Rockwell M100 | Rockwell M102 | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Flammhemmung | UL 94 V-0 | UL 94 V-0 | DASSELBE |
| Reibungskoeffizient | ~0.25 | Niedriger aufgrund von Kohlenstoff; ~0,05 unter geschmierten Bedingungen | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
| Spezifischer Widerstand | Hoher spezifischer Widerstand | Geringerer spezifischer Widerstand durch Kohlenstoffgehalt | Kohlenstoffgefülltes PEEK |
Die Zug- und Druckfestigkeit des kohlenstoffgefüllten PEEK ist aufgrund der Festigkeit durch die Kohlenstofffasern höher als die des ungefüllten PEEK. Dadurch eignet sich kohlenstoffgefülltes PEEK ideal für Anwendungen, bei denen mit hoher Belastung zu rechnen ist.
Der Zugmodul und der Schmelzmodul von kohlefaserverstärktem PEEK30 sind viel höher als die des ungefüllten PEEK, was die verbesserte Steifigkeit des kohlefaserverstärkten PEEK30 gegenüber Verformungen bei Belastung zeigt.
Die Kohlefaser PEEK30 weist eine erheblich höhere HDT auf und eignet sich daher besser für Hochtemperaturanwendungen, bei denen die Komponentenfestigkeit eine entscheidende Rolle spielt.
Diese Funktion verleiht der Kohlefaser PEEK30 Verschleißfestigkeit, was bei gleitenden oder rotierenden Mechanismen nützlich ist.
Zwei der analysierten Materialien weisen eine hohe chemische Beständigkeit auf; dennoch kann die etwas geringere Wasseraufnahme der Kohlefaser PEEK30 bei feuchten Bedingungen von Vorteil sein.
Das ungefüllte PEEK-Material weist einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf als die Kohlefaser PEEK30 und kann somit bei Temperaturschwankungen Formstabilität bieten.
| Anwendungsbereich | Ungefülltes PEEK | Kohlefaser PEEK |
| Medizinisch | Wird in Implantaten und chirurgischen Instrumenten verwendet | Geeignet für hochfeste Implantate |
| Beispiele: Wirbelsäulenfixierungsgeräte, Zahnimplantate | Gelenkersatz-Implantate | |
| Luft- und Raumfahrt | Wird in elektronischen Komponenten und zur Wärmedämmung verwendet | Ideal für leichte, hochfeste Strukturteile |
| Elektrische Steckverbinder in Flugzeugen | Flügelhalterungen | |
| Automobilindustrie | Wird in Dichtungen, Ventilen und Pumpen verwendet | Geeignet für hochbelastete Bauteile wie Zahnräder |
| Dichtungen für Kraftstoffpumpen | Hochleistungslager im Rennwagen | |
| Lebensmittelverarbeitung | FDA-konform für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt | Wird in hochbelasteten Lebensmittelverarbeitungsanlagen verwendet |
| Beispiele: Fülldüsen, Mischpaddel | Ventilkomponenten in der Hochtemperatur-Lebensmittelverarbeitung | |
| Halbleiter und Elektronik | Wird in Waferverarbeitungswerkzeugen verwendet | Wird in elektronischen Hochleistungskomponenten verwendet |
| Werkzeuge zum chemisch-mechanischen Polieren | Steckverbinder und Kühlkörper | |
| Öl und Gas | Wird in Dichtungen und elektrischen Verbindungselementen verwendet | Geeignet für kritische Komponenten in rauen Umgebungen |
| Elektrische Isoliermaterialien in Brunnen | Hochdruck-Ventilkomponenten |
Vergleichstabelle, die die Schwierigkeiten analysiert, die bei der Verwendung von ungefülltem PEEK und kohlenstoffgefülltem PEEK auftreten, insbesondere dort, wo die Eigenschaften von PEEK mit Kohlefaser denen von herkömmlichem PEEK überlegen sind.
| Aspekt | Ungefülltes PEEK | CF-PEEK |
| Bearbeitungsprozess | Leichtere Bearbeitung mit herkömmlichen Werkzeugen | Erfordert aufgrund der erhöhten Härte Spezialwerkzeuge (z. B. Diamantwerkzeuge) für die Präzisionsbearbeitung |
| Kühlungsanforderungen | Standardkühlmethoden (flüssige Kühlmittel) können verwendet werden | Um Kontaminationen zu vermeiden und die Biokompatibilität aufrechtzuerhalten, wird Druckluft bevorzugt. |
| Verarbeitungstemperatur | Schmelztemperatur: 350°C bis 400°C | Ähnliche Schmelztemperatur, erfordert jedoch sorgfältige Überwachung, um Abbau zu verhindern |
| Dehnung und Zähigkeit | Höhere Dehnung ermöglicht einfachere Handhabung | Geringere Dehnung; anfälliger für Risse bei unsachgemäßer Bearbeitung |
| Glühbedarf | Eventuell ist eine Glühung erforderlich, um innere Spannungen abzubauen | Kritischer zu glühen aufgrund der Anfälligkeit für Spannungsrisse und Verformungen |
| Werkzeugverschleiß | Standard-Schneidwerkzeuge reichen aus | Höherer Werkzeugverschleiß aufgrund der abrasiven Beschaffenheit; möglicherweise sind häufigere Werkzeugwechsel erforderlich |
| Spritzgießen | Hohe Fließeigenschaften erleichtern die Formgebung | Schlechte Fließeigenschaften; erfordert höhere Einspritzdrücke und längere Abkühlzeiten |
| Schrumpfungsrate | Mäßige Schrumpfung | Geringere Schrumpfung, aber ein hoher Füllstoffgehalt kann bei unsachgemäßer Handhabung zu Verformungen führen |
| Oberflächenfinish | Gute Oberflächengüte erreichbar | Das Erreichen einer hochwertigen Oberflächenbeschaffenheit ist aufgrund der Steifigkeit des Materials eine größere Herausforderung |
Die beiden Untertypen von PEEK sind kohlenstofffaserverstärktes PEEK und ungefülltes PEEK, die beide zur Kategorie der thermoplastischen Hochleistungspolymere gehören. Obwohl sie viele gemeinsame Eigenschaften haben, unterscheiden sie sich in einigen Punkten und verfügen über Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen ideal machen.
Wenn Sie Fragen haben zu Ungefülltes PEEK & Kohlefaser PEEK, bitte kontaktiere uns und wir beantworten sie kostenlos.
Zhejiang Bw Industrial investierte 15 Millionen Yuan in das neu errichtete Forschungs- und Entwicklungszentrum für PEEK-Anwendungstechnologie, das nun in Betrieb genommen wurde. Mithilfe dieses Forschungs- und Entwicklungszentrums kann unser technisches Personal viele technische Dienstleistungen für die PEEK-Industrie anbieten, darunter vor allem:
