PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）ボールはユニークな熱特性を示し、特に極端な温度環境での特殊な用途に適しています。PTFEの熱特性には、-260℃から260℃までの優れた使用範囲があり、比熱容量、熱伝導率、膨張係数が断熱材や低摩擦部品としての性能に寄与しています。これらの特性は、強い炭素-フッ素結合を持つPTFEの分子構造に由来するもので、優れた耐薬品性と非粘着性も備えている。PTFEの断熱性能は、電気絶縁性能と組み合わされることで、次のようになる。 PTFEボール 航空宇宙から化学処理まで幅広い産業で重宝されています。
キーポイントの説明
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耐熱温度範囲
- 下限使用温度：-260℃（エンジニアリングプラスチックの中で最も低い温度）
- 使用温度上限: 180-260°C (荷重条件による)
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熱たわみ温度
- 0.45MPa荷重で120
- 荷重1.8MPaで54
- この広い範囲により、PTFEボールは極低温用途や中温環境に適しています。
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熱伝導率
- 0.25W・m¹・K・¹（23℃）（固体材料としては極めて低い
- この特性により、PTFEボールは優れた断熱材となります。
- 熱絶縁を必要とする用途での使用に貢献
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比熱容量
- 1000 J K-¹ kg-¹ (ポリマーとしては比較的高い)
- PTFEボールが急激な温度上昇なしに大きな熱を吸収することを可能にする。
- 熱サイクルや過渡的な熱負荷を伴う用途に重要
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熱膨張係数
- 100-160 x10-⁶ K-¹ (金属より高いが、温度範囲で安定)
- 寸法安定性が重要視される精密な用途では注意が必要です。
- 膨張特性は全温度範囲にわたって非線形である。
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その他の熱関連特性
- 優れた耐熱劣化性（強いC-F結合による）
- 限界酸素指数95％（極めて高い難燃性）
- 耐放射線性に劣る（原子力用途には適さない）
- 耐紫外線性（太陽光下でも特性を維持する）
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性能トレードオフ
- 優れた耐高温性を持つが、260℃を超えると機械的強度が著しく低下する。
- 熱伝導率が低いため、高摩擦用途では熱がこもりやすい。
- 精密アセンブリでは、熱膨張を考慮する必要がある。
これらの熱的特性により、PTFEボールは以下のような用途で特に有用です：
- 極端な温度での耐薬品性
- 機械システムの断熱
- 広い温度範囲での低摩擦性能
- 加熱環境下での電気絶縁
この材料の熱応力下での挙動は、極低温から材料の使用上限温度まで確実に機能しなければならないシール、ベアリング、絶縁部品に理想的です。ただし、機械的負荷が存在する場合の熱変形温度は、実用的な上限温度に大きく影響するため、設計者は慎重に検討する必要があります。
総括表
| プロパティ | 値/特性 |
|---|---|
| 温度範囲 | -260°Cから260°C |
| 熱伝導率 | 0.25 W m-¹ K-¹ (優れた絶縁体) |
| 比熱容量 | 1000 J K-¹ kg |
| 熱膨張 | 100-160 x10-⁶ K-¹ (非線形) |
| 主な利点 | 耐薬品性、断熱性、低摩擦 |
| 制限事項 | 260℃を超えると機械的強度が低下 |
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