特性解析:
核心性能优势40% 碳纤维增强:
jizhi力学性能:拉伸强度可达 140-160 MPa(纯 PEEK 约 90 MPa),弯曲模量高达 12-14 GPa(提升近 200%),硬度(洛氏 R)≥120,适用于高负载结构件(如航空航天承力件)。
低摩擦与自润滑:摩擦系数低至 0.15-0.2(纯 PEEK 约 0.35),磨损率<1×10⁻⁶ mm³/N・m,可替代金属轴承、滑块,减少润滑需求。
热与化学稳定性:
耐高温:长期使用温度 240℃(短时耐 300℃),热变形温度(1.8MPa)≥310℃,优于多数金属合金在高温下的强度保持率。
耐化学腐蚀:抵抗强酸(如 98% )、强碱(如 40% 氢氧化钠)、有机溶剂(如),但需避免与强氧化剂(如浓硝酸)接触。
功能性附加特性:
导电 / 抗静电:体积电阻率≤10³ Ω・cm(纯 PEEK 为 10¹⁶ Ω・cm),满足电子设备防静电需求(如半导体晶圆载具)。
轻量化:密度 1.65-1.75 g/cm³(钢的 1/5),比强度(强度 / 密度)是钛合金的 2-3 倍,适合航空减重场景。
典型应用场景航空航天领域
发动机部件:涡轮叶片轴承、燃烧室密封环(耐燃气腐蚀 + 高温强度保持)。
结构件:无人机机架、卫星天线支撑件(轻量化 + 抗振动疲劳,寿命提升 50%)。
半导体与精密电子
晶圆传输机械臂指尖、芯片封装夹具(防静电 + 耐等离子蚀刻剂,如 SF₆)。
高温传感器探头(耐 260℃回流焊温度,兼容 SMT 工艺)。
高端工业装备
注塑机螺杆衬套、挤出机止逆环(耐聚合物熔体腐蚀 + 高耐磨,寿命比金属件长 3-5 倍)。
深海设备连接器(耐海水腐蚀 + 高压环境,替代钛合金减重 60%)。
能源与汽车工业
新能源汽车电池包支架(耐电解液腐蚀 + 抗冲击,通过 UL94 V-0 阻燃认证)。
石油钻井设备阀座(耐 H₂S 酸性气体 + 高压,减少停机维护频率)。
与其他碳纤增强牌号对比90HMF40 | 40% | 超高刚性 + 导电,流动性较低 | 大型负载件(如航空结构件) |
22CA30 | 30% | 平衡流动与耐磨,中等强度 | 中小型耐磨件(如齿轮、导轨) |
450CA30 | 30% | 食品级认证,耐水解 | 医疗器械、食品加工设备 |
注塑工艺优化:
温度控制:料筒温度 380-400℃(高于玻纤增强牌号),模具温度 150-180℃(促进结晶,提升表面光泽度)。
压力与速度:注射压力≥120 MPa,保压压力 80-100 MPa,采用短射 + 保压补缩防止缺料(碳纤维填充料流动性差)。
设备要求:
螺杆需碳化钨涂层(硬度≥HRC65),压缩比 1.8-2.2,防止碳纤维磨损机筒。
建议使用氮气辅助注塑,减少长流程制品的熔接痕风险。
后处理建议:
退火处理(180℃/2 小时)可消除 90% 以上内应力,弯曲模量提升 5-8%,适用于高精度部件(如航空紧固件)。
性能参数参考(典型值)拉伸强度 | ISO 527-2 | 150 MPa |
弯曲模量 | ISO 178 | 13 GPa |
摩擦系数(干磨) | ASTM D1894 | 0.18 |
体积电阻率 | ASTM D257 | 500 Ω·cm |
热膨胀系数 | ISO 11359-2 | 2.5×10⁻⁵/℃ |
局限性:
碳纤维易吸湿,原料需干燥(120℃/4 小时),否则制品可能出现银纹或气泡。
不适合薄壁件(最小壁厚≥2.0mm),复杂结构需通过模流分析优化浇口位置。
延伸方案:
若需更高耐磨性,可叠加 PTFE 填充(如威格斯 340XF 牌号,碳纤 + 20% PTFE),摩擦系数可降至 0.1 以下。
对于医疗植入场景,可选择威格斯生物相容性牌号(如 450G,需额外认证),但碳纤增强牌号暂不适用。
如需进行材料选型或工艺调试,可提供具体部件的尺寸(如长 × 宽 × 壁厚)、受力类型(如拉伸 / 压缩 / 剪切)、环境介质等参数,定制解决方案