Effaith tymheredd toddi ar gryfder bondio rhyngwyneb yn y broses cotio thermoplastig CF-PAEK (PEEK).
Disgrifiodd y testun blaenorol effaith tymheredd llwydni ar y cryfder bondio rhyng-wyneb rhwng polyaryletherketone ffibr carbon thermoplastig (CF-PAEK) a polyetheretherketone (PEEK) yn ystod y broses cotio. Deallwyd bod cynnydd mewn tymheredd nid yn unig yn gwella cryfder y bondio rhyngwyneb ond hefyd yn gwella cryfder cneifio. Bydd yr erthygl hon yn parhau i drafod effaith tymheredd toddi resin ar gryfder bondio rhyngwyneb y ddau ddeunydd cyfansawdd ar ôl y broses cotio.
Effaith tymheredd toddi ar gryfder bondio rhyngwynebol cyfansoddion thermoplastig CF-PAEK (PEEK).
1.Shear Cryfder o Ddeunyddiau Cyfansawdd Gorchuddio ar Tymheredd Toddwch Gwahanol: Mae'r ffigur uchod yn dangos cryfder cneifio samplau PEEK/CCF-PAEK a SCF-PEEK/CCF-PAEK ar wahanol dymereddau toddi. Cryfderau cneifio PEEK / CCF-PAEK yw 69 MPa, 67 MPa, 71 MPa, 67 MPa, a 66 MPa, yn y drefn honno, tra bod cryfderau cneifio samplau SCF-PEEK / CCF-PAEK yn 84 MPa, 84 MPa, 85 MPa , 87 MPa, ac 83 MPa, yn y drefn honno. Mae cymharu data cryfder cneifio'r ddau sampl cyfansawdd wedi'u gorchuddio â resin thermoplastig yn datgelu, pan fydd tymheredd y llwydni yn 260 gradd, bod cynyddu'r tymheredd toddi yn gwella cryfder bondio rhyngwynebol PEEK / CCF-PAEK i ddechrau, ond yna'n arwain at ddirywiad.
2.Perfformiad Bondio Rhyngwyneb Samplau SCF-PEEK/CCF-PAEK ar Gwahanol Tymheredd Toddwch: Mae'r ffigur uchod yn dangos cyflwr bondio rhyngwyneb cyfansoddion SCF-PEEK/CCF-PAEK ar wahanol dymereddau toddi. Pan fydd tymheredd y llwydni yn 260 gradd, mae'r ffin rhwng PAEK a PEEK yn dod yn aneglur. Wrth i'r tymheredd toddi gynyddu, mae nifer cynyddol o ffibrau carbon byr o SCF-PEEK yn treiddio i'r resin PAEK. Fel y nodir gan y cylchoedd coch yn y ffigur, mae'r ffibrau carbon byr yn pontio'r ffin rhwng y ddau resin matrics, gan wella cryfder bondio rhyngwynebol. Pan fydd parth cymysgu resin yn ffurfio yn y rhyngwyneb, gellir gwella llifadwyedd resin SCF-PEEK trwy godi'r tymheredd toddi, gan ganiatáu i fwy o ffibrau carbon byr gael eu gosod yn y rhanbarth llawn resin i gryfhau'r rhyngwyneb.
Yn ôl data arbrofol, pan fydd tymheredd y llwydni yn 260 gradd a thymheredd toddi PEEK / CCF-PAEK yn 400 gradd, mae cryfder cneifio'r deunydd cyfansawdd wedi'i orchuddio yn cyrraedd ei bwynt uchaf ar 71 MPa. I'r gwrthwyneb, ar gyfer SCF-PEEK/CCF-PAEK, cyrhaeddir cryfder cneifio uchaf y sampl gyfansawdd ar 87 MPa pan fo'r tymheredd toddi yn 410 gradd.
Mae efelychiadau deinameg moleciwlaidd yn datgelu bod tymheredd y llwydni yn dylanwadu'n sylweddol ar y broses ymlediad cadwyn moleciwlaidd a ffurfio rhyngwyneb.
Fel y dangosir yn y ffigur uchod, mae resin PAEK wedi'i liwio'n frown ac mae resin PEEK wedi'i liwio'n wyrdd. Mae'r broses benodol o cotio a mowldio'r ddau gyfansoddyn thermoplastig yn cael ei arsylwi gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio, gan ganiatáu ar gyfer archwilio trylediad moleciwlaidd a ffurfiad rhyngwynebol. Mae'r canlyniadau'n dangos bod tymheredd y llwydni yn effeithio'n sylweddol ar gryfder bondio rhyngwyneb, tra nad yw tymheredd toddi yn cael unrhyw effaith bron. Felly, gosodir tymheredd llwydni fel y ffactor craidd ar gyfer arsylwi efelychu yn yr arbrawf, gyda'r tymheredd mowldio chwistrellu wedi'i sefydlu ar 400 gradd a thymheredd llwydni wedi'i osod ar 220 gradd, 240 gradd, 260 gradd, a 280 gradd, yn y drefn honno.
Mae'r data'n dangos, wrth i dymheredd y llwydni gynyddu, bod rhai cadwyni moleciwlaidd yn treiddio i'r rhyngwyneb ac yn ymgysylltu â chadwyni'r haen arall. Yn y broses cotio a mowldio o gyfansoddion thermoplastig PEEK / PAEK, mae ffurfio'r rhyngwyneb yn dibynnu nid yn unig ar symudiad y ddwy gadwyn moleciwlaidd ond hefyd ar hunan-symudiad y moleciwlau.
Mae Ffigur A yn dangos y radiws cylchdro ar y rhyngwyneb rhwng resinau PAEK a PEEK o dan wahanol dymereddau llwydni. O dan amodau prosesu amrywiol, pan gyrhaeddir cyflwr sefydlog o 300 gradd, mae radiws cylchdro y system gyfan yn cynyddu'n raddol. Mae Ffigur b yn dangos y gromlin amser dadleoli azimuthal gyfartalog ar y rhyngwyneb rhwng resinau PEEK a PAEK o dan wahanol dymereddau llwydni. Mae'r dadleoliad azimuthal cyfartalog cyffredinol yn cynyddu'n gyflym dros amser, sy'n dangos, wrth i'r tymheredd godi, fod symudiad moleciwlaidd yn cyflymu, gan arwain at welliant mewn cryfder bondio rhyngwynebol. Fodd bynnag, pan fydd y tymheredd yn uwch na 280 gradd, mae'r dadleoliad azimuthal cyfartalog yn sefydlogi, ac mae'r cryfder bondio rhyngwynebol hefyd yn peidio â chynyddu.
Mae'r ffigur yn dangos egni bondio rhyngwynebol a chyfernod trylediad y ddwy system ar wahanol dymereddau llwydni. Gellir sylwi, wrth i dymheredd y llwydni gynyddu o 220 gradd i 280 gradd, fod y cyfernod trylediad yn codi o 7.3 × 10^-10 m²·s^-1 i 14.0 × 10^ -10 m²·s^-1, tra bod gwerth absoliwt yr egni rhyngwynebol yn cynyddu'n sydyn o 233.4 kcal·mol^-1 i 450.8 kcal·mol^-1. O'i gymharu â newidiadau tymheredd eraill, mae'r cyfernod trylediad yn dangos amrywiad sylweddol pan godir tymheredd y llwydni o 220 gradd i 240 gradd. Ar y pwynt hwn, mae'r gyfradd trylediad moleciwlaidd yn cynyddu, sy'n cyd-fynd â'r duedd a welwyd yng nghryfder cneifio'r samplau.
Gan gyfuno'r testun blaenorol a chyfredol, gellir dod i'r casgliad, yn y broses cotio a mowldio o gyfansoddion polyaryl ether ketone thermoplastig (PAEK) a polyether ether ketone (PEEK), bod tymheredd llwydni a thymheredd toddi yn cael effaith sylweddol ar y cyfan. priodweddau mecanyddol y cyfansoddion a chryfder bondio rhyngwynebol. Trwy ddewis tymheredd llwydni a thoddi priodol, mae'n bosibl cynhyrchu cyfansoddion polyaryl ether ketone thermoplastig ffibr carbon gyda pherfformiad uwch.
