半晶PEEK的多尺度工艺建模,用于定制的热力学性能
Khatereh Kashmari1, Hashim Al Mahmud2, Sagar U Patil1
1Michigan Technological University, Houghton, Michigan 49931, United States.
概括
选择较高的回火温度的聚乙烯 (PEEK) 复合材料允许更慢的收缩和更好的应力放松. 这样可以优化PEEK复合板材和结构的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 聚乙烯基 (PEEK) 是一种高性能半晶体热塑性塑料,用于苛刻的应用.
- 化过程中的晶相演变会导致残余应力和变形,对复合材料的性能产生负面影响.
- 了解这些热力学变化对于优化PEEK加工至关重要.
研究的目的:
- 预测PEEK在回火过程中体积收缩和热力学性能的演变.
- 调查热温度对晶相演变及其对材料性质的影响.
- 提供加工指导,以减轻PEEK复合材料中的残余应力.
主要方法:
- 多尺度过程建模结合了分子动力学,微力学和现象学晶体运动定律.
- 在306-328°C温度范围内模拟PEEK回火.
- 分析体积收缩,弹性和热性质作为晶体演变和回火时间的函数.
主要成果:
- 较低的回火温度加快了热力学性能的演变和向晶体值的收缩.
- 较高的回火温度导致性能演变和收缩速度较慢.
- 结晶相演变与材料性质的变化之间建立了相关性.
结论:
- 在复合材料加工中,建议在研究范围内选择更高的回火温度.
- 在更高的温度下,体积收缩速度较慢,可以实现更有效的PEEK应力松.
- 这种方法可以最大限度地降低PEEK复合板材和结构的内部残余应力,提高性能.


