Композитні матеріали PEEK, використовуючи свої комплексні переваги, такі як легка вага, висока міцність, стійкість до корозії та самозмащування, широко використовуються для заміни традиційних металевих матеріалів у багатьох галузях з високою доданою вартістю в рамках тенденції заміни сталі пластиком. Нижче описано їхні основні сценарії застосування:
I. Аерокосмічна галузь
Значення застосування: Надзвичайно легка вага для покращення економії палива та корисного навантаження, водночас витримуючи екстремальні температури, вібрацію та хімічну корозію.
Замінені компоненти/сценарії: Конструкційні деталі літаків: обтічники, передні кромки крил, кришки маточин коліс, кронштейни, хомути для труб, опори дверей тощо, заміна алюмінієвих сплавів може зменшити вагу на 20%-40% (наприклад, Boeing 787, Airbus A350).
Компоненти двигуна: Робочі колеса, ущільнювальні кільця, прокладки, затискачі джгутів проводів, гайки тощо, що забезпечують стійкість до високих температур та зменшення ваги.
Внутрішні деталі: каркаси сидінь, боковини тощо, що відповідають вимогам вогнестійкості та безпеки.
Ракети та супутники: лотки для акумуляторів, кріплення та інші конструктивні деталі, що відповідають суворим вимогам космічного середовища.
II. Транспортні засоби на новій енергії
Значення застосування:Досягнення полегшення для збільшення запасу ходу електромобіля, задоволення вимог щодо надійності та ізоляції в умовах високовольтної швидкої зарядки та високих температур.
Замінені компоненти/сценарії:
Система силового агрегату: кришки двигуна, підшипники, ущільнення, лопаті турбокомпресора, лопаті вакуумного насоса (традиційні транспортні засоби); підшипники двигуна, емальований дріт високовольтного двигуна 800 В (транспортні засоби на нових джерелах енергії).
Трансмісія та гальма: шестерні зчеплення, шестерні, гальмівні клапани ABS, ущільнювальні кільця.
Система акумуляторів: ізоляційні матеріали акумуляторного блоку (наприклад, застосування акумуляторів BYD Blade збільшило об'ємну щільність енергії модуля на 18%), ущільнення.
Інше: компоненти рульового керування, втулки, електричні механізми регулювання сидінь, різні стандартні деталі.
III. Медицина та охорона здоров'я
Значення застосування: Відмінна біосумісність, модуль пружності, подібний до людської кістки, відсутність металевих артефактів, можливість налаштування.
Замінені компоненти/сценарії:Імплантати: штучні суглоби (кульшові, колінні), каркаси для спінального зрощення, пластини для відновлення черепа, протези ребер тощо, що швидко замінюють медичні метали, такі як титанові сплави. Хірургічні інструменти: витримують понад 3000 циклів стерилізації парою під високим тиском при температурі 134°C, використовуються для виробництва високоякісних інструментів багаторазового використання.
IV. Промисловість та енергетика
Значення застосування: Стійкий до корозії, зносостійкий, самозмащувальний, підходить для суворих промислових умов, запобігає забрудненню мастилом.
Замінені компоненти/сценарії:
Нафта і газ: ущільнювальні кільця, клапанні пластини, вкладиші, заміна PTFE, подолання проблем легкого зносу та низької плинності за високих температур і тиску.
Хімічні насоси та клапани: клапани, корпуси насосів, підшипники, ущільнення, стійкі до хімічної корозії.
Вітрова та сонячна енергетика: підшипники вітрових турбін, касети фотоелектричних панелей тощо, що подовжують термін служби в суворих умовах експлуатації.
V. Електроніка та виробництво напівпровідників
Значення застосування:Висока чистота, стійкість до високих температур, низьке газовиділення, стабільність розмірів, що забезпечує високу точність процесу.
Замінені компоненти/сценарії:
Виробництво напівпровідників: стопорні кільця CMP, тримачі пластин, патрони, кільця для селективного покриття тощо витримують високу температуру 260°C та плазмову корозію, що забезпечує довший термін служби.
Побутова електроніка: вбудовані антени для мобільних телефонів (замінюють LCP/PI), вібраційні діафрагми динаміків, роз'єми тощо, що забезпечують низьке поглинання вологи та стабільні електричні характеристики.
VI. Нові галузі:
Робототехніка та економіка на низьких висотах
Значення застосування:Легкі, високоміцні, низький рівень шуму – ключові матеріали для покращення рухових характеристик та витривалості.
Замінені компоненти/сценарії:
Гуманоїдні роботи: каркаси з'єднань, шестерні, підшипники, гармонійні редуктори з гнучкими шліцами/жорсткі колеса та інші компоненти трансмісії (наприклад, застосування Tesla Optimus зменшило вагу на 10 кг).
Дрони/EVTOL: Пропелери/лопаті, деталі конструкції фюзеляжу, важелі тощо, вуглецеві волокнисті композити PEEK досягають максимального зниження ваги та високої міцності.
Короткий зміст
Основна логіка заміни металів композитами PEEK полягає у задоволенні або навіть перевищенні вимог до продуктивності, одночасно досягаючи значної легкої ваги, стійкості до корозії та функціональної інтеграції. Їхнє застосування швидко розширюється від високоякісних галузей, таких як аерокосмічна та медична промисловість, до стратегічних галузей, що розвиваються, таких як транспортні засоби на нових джерелах енергії, напівпровідники та робототехніка, демонструючи величезний ринковий потенціал. Композити PEEK, армовані вуглецевим волокном, досягають подальших проривів у питомій міцності, жорсткості та стійкості до втоми, стаючи ідеальним вибором для заміни високоякісних металів (наприклад, титанових сплавів).
