碳纖維增強PEEK在不同領(lǐng)域的應(yīng)用舉例
碳纖維在飛行領(lǐng)域的應(yīng)用
由于聚醚醚酮PEEK具有低密度及良好的加工性等優(yōu)勢,便于直接加工成高要求的零部件,而碳纖維增強的聚醚醚酮復(fù)合材料進一步增強了聚醚醚酮的整體性能,從而越來越多地被應(yīng)用于飛行器制造。例如,波音757-200系列飛行器使用的整流罩就是用碳纖維增強PEEK材質(zhì)制造的。另外荷蘭阿姆斯特丹的Gereedschappen Fabrick公司用30%碳纖維增強PEEK復(fù)合材料制作較大部件,并證明其力學(xué)性能可應(yīng)用于飛行器平衡裝置。
在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車的能耗與車重緊密相關(guān),汽車輕量化不僅可降低燃油消耗和廢氣排放,還可以提高動力性和安全性,是汽車節(jié)能的有效途徑。汽車輕量化除了通過結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計外,采用輕質(zhì)材料是更為直接的方法。碳纖維增強聚醚醚酮復(fù)合材料憑借其密度小、性能良好、工藝方便等優(yōu)勢,越來越頻繁地出現(xiàn)于汽車行業(yè),且表現(xiàn)出以塑代鋼的巨大潛力。例如,Robert Bosch GmbH公司采用碳纖維增強PEEK代替金屬作為ABS的功能部件,較輕的復(fù)合材料零件降低了轉(zhuǎn)動慣量,從而使反應(yīng)時間最小化,極大地增強了整個系統(tǒng)的反應(yīng)性能,且與以前使用的金屬零件相比成本有所降低。
在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用
目前可用的醫(yī)用高分子材料有聚四氟乙烯、聚乳酸、硅橡膠等數(shù)十種,但是從生物醫(yī)學(xué)的角度上來看,這些材料還不算理想,在使用過程中多少有些副作用,而PEEK樹脂因為具有無毒、質(zhì)量輕、耐磨蝕等優(yōu)點,是與人體骨骼最接近的材料,可與肌體有機結(jié)合,因此聚醚醚酮樹脂及其復(fù)合材料近年作為骨科植入物被深入研究并應(yīng)用于脊柱、關(guān)節(jié)等方面。相關(guān)研究證明,與傳統(tǒng)髖臼假體材料超高分子聚乙烯相比,碳纖維增強的聚醚醚酮有較高的耐磨性能和較好的生物相容性,是一種未來髖臼假體的理想材料。將碳纖維增強聚醚醚酮和鈦合金的細胞毒性比較,發(fā)現(xiàn)兩者的細胞相容性相似,碳纖維增強聚醚醚酮復(fù)合材料可作為未來矯形外科固定器械的替代材料。國內(nèi)已有的典型應(yīng)用是無錫智上新材料科技有限公司采用的碳纖維增強PEEK骨外科固定支架、瞄準器支架等醫(yī)療器械,在強度、耐腐蝕、耐磨性以及耐濕熱性等方面表現(xiàn)良好,有望在更多高端醫(yī)療器械中應(yīng)用。
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