研究纳米SiC颗粒添加对熔铸工艺制备的PEEK-SiC纳米复合材料结构和热性能的影响

《NATIONAL ACADEMY SCIENCE LETTERS-INDIA》：Investigation of the Effect of Nano-SiC Particle Addition on the Structural and Thermal Properties of PEEK-SiC Nano Composite Made by Melt Cast Process

研究通过球磨熔铸法制备不同含量（1、2.5、5.5 wt.%）纳米SiC增强的PEEK复合材料，发现1 wt.% SiC可使玻璃化转变温度（Tg）升至171°C，熔点（Tm）达348°C，结晶度44.49%，但过量添加导致结晶度下降，性能提升有限。SEM和FTIR证实了纳米SiC的均匀分散及基体结构完整性。

　　

摘要

本研究系统地探讨了将不同重量百分比（1%、2.5%和5.5%）的纳米SiC（碳化硅）颗粒掺入PEEK（聚醚醚酮）基体中的影响。制备过程包括通过球磨机机械混合PEEK粉末和SiC纳米颗粒，然后在电炉中熔融铸造，并在室温下固化。采用差示扫描量热法（DSC）评估了热性能，测量了玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）和结晶度百分比。结果表明，与纯PEEK聚合物相比，添加1% SiC纳米颗粒后，Tg升高至171°C，Tm升高至348°C，结晶度提高至44.49%。当SiC含量超过1%时，Tg和Tm仅略有增加，而结晶度百分比下降。扫描电子显微镜（SEM）图像证实SiC纳米颗粒在PEEK基体中均匀分散，傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证了复合材料中存在PEEK官能团。该分析强调了通过控制纳米颗粒含量来优化PEEK/SiC复合材料热性能的潜力，从而使其适用于高性能电气应用。