スチールをプラスチックに置き換えるのに理想的な材料 - ピーク材料が効果的に金属を置き換える

September 29, 2024

最終製品の重量を減らすために努力していない業界はほとんどありません。場合によっては、体重が多いということは、製品自体がより多くの費用がかかることを意味します。場合によっては、減量が機器の効率を改善する可能性があります。過去数十年にわたるポリマー科学の進歩により、金属の強さを模倣することに近い製剤を開発することができました。平均して、ポリマーの強さは金属の靭性の背後にかなり遅れていると言うのは公平ですが、ポリマーが他の多くの利点とともに十分な強度を提供するアプリケーションがあり、それらをより実行可能なオプションにします。

そのため、使用されている既存の金属部品を覗くことができます。これにより、自然な（生）状態で提供される強度を超えて、ピークの引張と降伏強度を高めるために必要なコンポーネントのいくつかの研究が発生しました。

Peekは、ポリマーフィールドで最も高い引張強度を備えた結晶材料です。また、軽量ポリマーであり、減量が重要な用途に非常に人気があります。これに加えて、特定のフィラーを導入すると、ピークの強度が大幅に増加する可能性があります。上の表は、ステンレス鋼304と比較して、ピークに補強材を追加するときに行うことができる改善を示しています。

鋼の引張強度を超えることができることは明らかですが、これは非常に低い伸長の犠牲を払っています。ステンレス鋼のヤング率（または引張弾性率）は、強化された覗き見よりも依然として有意に高く、伸長データと組み合わせると、鋼は依然としてより高い負荷抵抗があり、負荷が増加するにつれて変形することがわかります。ただし、57 GPAを超える圧力が適用されると、補強された覗き見が破裂する可能性があります。

高温では、ピークはまだステンレス鋼、または実際にほとんどの金属に遅れをとっています。ただし、温度定格は300°Cであるため、ピークはほとんどの産業用アプリケーションを処理するのに十分であり、ステンレス鋼の30倍以上のコストがかかります。補強があっても、フィラーはバージンピークほど高価ではないため、ピークの価格を下げますが、コストは依然として鋼の20倍です。ただし、密度の減少を考慮すると、その数はそれぞれ5.2および3.8倍に低下します。