Данные о тепловых характеристиках стержней из PEEK: температура непрерывной эксплуатации, HDT, CLTE и теплопроводность.

Ключевые выводы

• Все стержни из PEEK работают непрерывно при температуре 260°C , но HDT зависит от марки.

• CF30 и GF30 повышают температуру HDT до 315°C под нагрузкой.

• CF30 уменьшает радиальное расширение в 5 раз по сравнению с ненаполненным PEEK.

• CF30 утрояет теплопроводность ( 0,95 Вт/м·К ) для рассеивания тепла.

• Всегда используйте радиальный CLTE для конструкции втулок и уплотнений.

  
  

---

Стержни из PEEK обеспечивают непрерывную работу при температуре 260°C и имеют одинаковую химическую стойкость для всех марок, но их термическое поведение под нагрузкой значительно различается. При выборе марки для высокотемпературного применения инженеры должны оценить температуру теплового отклонения (HDT), коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) и теплопроводность, а не только максимальную рабочую температуру.

По термическим характеристикам обычно указываются четыре марки стержней из PEEK: без наполнителя (первичный), с 30% стекловолокна (GF30), 30% углеродного волокна (CF30) и подшипникового класса. Каждая марка изменяет то, как материал проводит тепло, расширяется при температуре и сохраняет жесткость при механической нагрузке.

В этом руководстве основное внимание уделяется термическим характеристикам экструдированных стержней из PEEK и предоставляются данные, проверенные по стандарту ISO, для поддержки точного машиностроения в полупроводниковой, аэрокосмической и медицинской промышленности.

Меню контента

● Тепловые характеристики стержней из PEEK различных марок

● Что такое HDT различных стержней из PEEK?

● Что такое коэффициент линейного теплового расширения различных стержней из PEEK?

● Теплопроводность различных стержней из PEEK

Тепловые характеристики стержней из PEEK различных марок

Все марки стержней PEEK обладают превосходной устойчивостью к высоким температурам. Все их температуры стеклования (Tg) составляют 143°C, и они могут длительное время работать при температуре 260°C. Кратковременная рабочая температура может достигать 300°C. Однако, помимо рабочей температуры, существуют существенные различия в их температуре теплового искажения (HDT) , , теплопроводности и коэффициенте линейного расширения , которые также заслуживают нашего внимания.

Что такое HDT различных стержней из PEEK?

Температура тепловой деформации PEEK (HDT) относится к температуре, при которой материал PEEK под определенной изгибающей нагрузкой достигает заданного отклонения под действием тепла. Это не точка плавления материала, а практический верхний предел для сохранения жесткости PEEK при комбинированном воздействии « нагрузка + нагрев ». 

• Ненаполненные стержни из PEEK HDT (ISO 75, нагрузка 1,8 МПа) — 152°C.

• Стержни PEEK GF30 HDT (ISO 75, нагрузка 1,8 МПа) — 315°C.

• Стержни PEEK CF30 HDT (ISO 75, нагрузка 1,8 МПа) — 315°C.

• Стержни из PEEK подшипника HDT (ISO 75, нагрузка 1,8 МПа) составляют 315°C.

Как мы видим, стекловолокно и углеродное волокно могут значительно улучшить HDT стержней из PEEK.

Что такое коэффициент линейного теплового расширения различных стержней из PEEK?

Для прецизионных компонентов, изготовленных из стержней из PEEK, коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) служит критическим входным параметром для проектирования стабильности размеров в условиях термоциклирования, напрямую определяя посадку детали, целостность уплотнения и срок службы в приложениях, подверженных повышенным температурам, быстрым термическим переходным процессам или строгому контролю допусков, например, держатели полупроводниковых пластин, аэрокосмические гидравлические коллекторы и имплантируемые хирургические инструменты. 

В отличие от характеристик ориентации потока расплава деталей, отлитых под давлением, молекулярные цепи и армирующие волокна экструдированных стержней из PEEK располагаются строго упорядоченно вдоль оси экструзии. Эта структурная анизотропия приводит к значительным различиям в КЛТР стержней в осевом направлении (параллельном направлению экструзии) и радиальном направлении (перпендикулярном направлению экструзии).

Справочная таблица коэффициента линейного теплового расширения стержня PEEK (CLTE) (проверено по стандарту ISO 11359)

Оценка	Направление	23–143°C (ниже Tg)	143–260°С (выше Tg)
Ненаполненный ПЭЭК	Осевой	45 частей на миллион/К	120 частей на миллион/К
	Радиальный	55 частей на миллион/К	130 частей на миллион/К
ПЭЭК GF30	Осевой	18 частей на миллион/К	18 частей на миллион/К
	Радиальный	35 частей на миллион/К	35 частей на миллион/К
ПЭЭК CF30	Осевой	5 частей на миллион/К	6 частей на миллион/К
	Радиальный	25 частей на миллион/К	27 частей на миллион/К

Теплопроводность различных стержней из PEEK

Стержни из PEEK устойчивы к размягчению и механическим повреждениям при нагревании, одновременно выступая в качестве эффективных тепловых барьеров. 

• Ненаполненные стержни из ПЭЭК. Теплопроводность составляет 0,29 Вт/(м·К).

• Стержни PEEK GF30 Теплопроводность 0,3 Вт/(м·К)

• Стержни PEEK CF30 Теплопроводность 0,95 Вт/(м·К)

Примечание. Эти данные соответствуют стандарту ISO 22007-4, условия испытаний — 23°C.

Категория	Конкретный материал	Теплопроводность Вт/(м·К)	Кратность Virgin PEEK	Стандарт тестирования
Металлы (высокая проводимость)	Медь (Cu)	385–401	~1400×	АСТМ Е1225
	Алюминий (Al 6061)	167–205	~700×	АСТМ Е1225
	Сталь (углерод)	45–55	~180×	АСТМ Е1225
	Нержавеющая сталь 304	14,6–16,2	~55×	АСТМ Е1225
	Титан (Ти-6Ал-4В)	6,7–7,2	~25×	АСТМ Е1225

Термические характеристики стержня PEEK: часто задаваемые вопросы