Thermal properties and mechanical behavior of hot pressed PEEK/graphite thin film laminate composites

Scientific Reports, 2023

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1038/s41598-023-39905-w
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Abstract This work studies high-performance laminate composite materials made of graphite and poly(ether-ether-ketone) (PEEK). The main objective was to enhance graphite's inherent properties by the addition of PEEK to produce materials with improved thermal and mechanical stability for high-performance applications. The composites were fabricated using a hot press method at a temperature below 310 °C. The newly formed materials were then subjected to various tests, including Scanning Electron Microscopy, Thermogravimetric Analysis, mechanical properties tests, nanoindentation tests, and X-Ray Diffraction to assess their structural, thermal, and mechanical properties. Our findings showed a substantial interfacial interaction between PEEK and graphite, indicating successful composite formation. Both three-layered PEEK/graphite/PEEK (PGP) and five-layered PEEK/graphite/PEEK/graphite/PEEK (PG) 2 P composites exhibited superior thermal stability at high temperatures compared to neat PEEK. Moreover, our mechanical tests demonstrated a 172% increase in ultimate tensile strength of PGP compared to neat graphite. Additionally, nanoindentation tests confirmed an increase in both Young's modulus and hardness of composites. Furthermore, XRD analysis revealed a 35.5% increase in crystallinity in the fabricated composites compared to pristine PEEK. These findings significantly contribute to the field of high-performance composite materials, confirming that the hot pressing of PEEK and graphite sheets results in enhanced thermal and mechanical properties.