اختبار صلابة روكويل لمركبات بوليمر PEEK

مادة PEEK (بولي إيثر إيثر كيتون) هي مادة مركبة عالية الأداء تُصنع بمزج راتنج PEEK مع مواد مُقوّية مثل ألياف الكربون، والألياف الزجاجية، والسيراميك. تتميز مادة PEEK بصلابتها العالية ومقاومتها للخدوش والتآكل، مما يجعلها مناسبة لتصنيع الأجزاء المقاومة للتآكل والأجزاء التي تتطلب دعماً عالياً. كما تُمكّنها صلابتها العالية من الحفاظ على شكلها حتى بعد تعرضها للإجهاد الميكانيكي والاستخدام طويل الأمد، مما يجعلها شائعة الاستخدام في مجالات الطيران والفضاء، والسيارات، والطب، وغيرها.

بالنسبة للمواد المركبة البوليمرية PEEK، تُعد صلابة روكويل أحد المؤشرات الرئيسية لتقييم أدائها. يعتمد مبدأ اختبار صلابة روكويل على طريقة الانضغاط، حيث تُحدد قيمة صلابة المادة بقياس عمق الانضغاط الناتج عن ضغط أداة انضغاط محددة على سطح المادة تحت قوة اختبار معينة. إضافةً إلى ذلك، من الضروري اختبار خصائصها الميكانيكية، مثل مقاومة الشد، ومقاومة الانحناء، ومقاومة الصدمات، وغيرها، وذلك باتباع المعايير الدولية أو الوطنية، مثل ISO وASTM، لإجراء اختبارات موحدة تضمن استقرار جودتها وأدائها، وسلامة وموثوقية استخدامها في المجالات ذات الصلة.

تُعكس نتائج اختبار صلابة روكويل بشكل مباشر قدرة مواد البوليمر المركبة PEEK على مقاومة التشوه اللدن. فكلما ارتفعت صلابة روكويل، زادت مقاومة المادة للخدش والتآكل، وهو أمر بالغ الأهمية لتصنيعها في مجال الطيران والفضاء، مما يضمن استقرارها واستمرار عملها على المدى الطويل في البيئات الميكانيكية المعقدة والظروف القاسية. وفي مجال السيارات، تُسهم مواد PEEK المركبة عالية الصلابة في تحسين عمر الخدمة وموثوقية الأجزاء. أما في المجال الطبي، فتُستخدم الصلابة المناسبة في تصنيع الأدوات الجراحية أو الغرسات، حيث تضمن الأداء الأمثل للأداة، بالإضافة إلى التوافق الميكانيكي الجيد بين الغرسة والأنسجة البشرية. كما تُعد نتائج اختبار صلابة روكويل أساسًا رئيسيًا لمراقبة الجودة، إذ تُستخدم لمتابعة استقرار أداء مادة PEEK خلال عملية الإنتاج، والكشف الفوري عن مشاكل الجودة الناتجة عن تغيرات في المواد الخام أو تقنيات التصنيع أو غيرها من العوامل.

عند اختبار صلابة روكويل لمواد PEEK، يجب اختيار نوع رأس الاختبار وقوة الضغط بشكل مناسب وفقًا لخصائص المادة ونطاق الصلابة المتوقع. تشمل المقاييس الشائعة الاستخدام HRA وHRB وHRC وHRE وHRR وHRL وHRM، وغيرها.

قبل إجراء الاختبار الرسمي، تأكد من أن سطح اختبار مادة PEEK مستوٍ وناعم وخالٍ من الزيوت وطبقة الأكسيد والشوائب الأخرى لضمان دقة نتائج الاختبار. ضع العينة بإحكام على طاولة جهاز اختبار الصلابة لضمان عدم تحركها أثناء الاختبار. في كل مرة يُجرى فيها الاختبار، يجب اتباع إجراءات تشغيل جهاز اختبار الصلابة بدقة، ويجب تطبيق قوة الاختبار ببطء لتجنب التحميل المفاجئ. بعد استقرار قوة الاختبار للمدة المحددة، اقرأ وسجل قيمة صلابة روكويل المقابلة لعمق الانضغاط. للحصول على بيانات أكثر تمثيلاً، تُجرى عادةً قياسات متعددة في مواقع مختلفة، مثل اختيار 5 نقاط اختبار مختلفة أو أكثر، ثم تُحلل نتائج القياس إحصائيًا لحساب معايير مثل المتوسط ​​والانحراف المعياري.