PTFE（四フッ化エチレン樹脂）は、その優れた誘電特性で知られ、電気絶縁用途に好まれる材料です。絶縁破壊に至るまでに耐えられる最大電界を示す絶縁耐力は、厚さによって大きく変化します。薄いPTFEフィルム（15ミクロン以下）は250kV/mm以上に耐えることができますが、厚い部分（100ミクロン以上）は20kV/mmにしか対応できない場合があります。厚みと絶縁耐力の間のこの逆相関は、以下のようなカスタムPTFE部品を設計する上で非常に重要です。 カスタムPTFE部品 は、特定の電圧要件に対応しています。さらに、PTFEは周波数や温度を超えて2.1という安定した誘電率を維持し、超低損失（0.0004）、高体積抵抗率（>10¹⁶Ω・cm）であるため、要求の厳しい電気環境においても信頼性の高い性能を発揮します。
キーポイント
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絶縁耐力の定義
- 絶縁破壊が起こる前に材料が耐えられる最大電界（kV/mm）。
- PTFEの場合、この特性は、厚い部分における微細な欠陥や電界分布の影響により、厚さに大きく依存する。
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絶縁耐力と厚さ
- 薄膜 (<15 µm):250kV/mmを超えると、欠陥が電界経路内で揃いにくくなる。
- 厚い断面 (>100 µm):欠陥による絶縁破壊の可能性が高くなるため、～20 kV/mmまで低下する。
- ASTM規格（例えば、スキーブテープのD3308）はこの範囲を反映しており、薄いテープは20～250kV/mm、厚いチューブ（D1710）は10～30kV/mmとなっています。
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誘電特性の補足
- 誘電率 (2.1):周波数と温度を問わず安定性を維持し、高周波アプリケーションでの信号損失を最小限に抑えます。
- 誘電正接 (0.0004):精密回路に重要な熱としてのエネルギー損失が最小であることを示す。
- 体積抵抗率 (>10¹⁶ ohm-cm):直流電界下でもほぼ完全な絶縁を確保。
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カスタムPTFE部品の設計上の意義
- 高電圧の絶縁体（航空宇宙用配線など）には薄い部分が最適ですが、低電圧の機械部品には厚い部分が適しています。
- 強度を高めるためにPTFEを薄くすると構造的完全性が損なわれる可能性があるため、技術者は機械的耐久性と誘電ニーズのバランスをとる必要があります。
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規格と試験
- ASTM D4894（粒状樹脂）、D3293（シート：4～24kV/mm）、D3295（細管：35～55kV/mm）は、品質管理のためのベンチマークを提供します。
- 誘電強度は周波数の上昇とともに低下するため、試験条件（周波数、温度）は運用環境を模倣する必要があります。
極低温から300℃までの過酷な条件下でのPTFEの信頼性は、材料の一貫性が性能と同じくらい重要な医療機器絶縁や5G回路などの用途に不可欠です。あなたのプロジェクトでは、PTFEの厚み依存特性をどのように活用して、コストと機能を最適化できるでしょうか？
要約表
| 厚さ (µm) | 絶縁耐力 (kV/mm) | 用途 |
|---|---|---|
| <15 | >250 | 高電圧配線、航空宇宙 |
| 15-100 | 50-200 | 医療機器、精密回路 |
| >100 | 10-30 | 工業部品、機械部品 |
| 物件名 | 価値 | 意義 |
|---|---|---|
| 誘電率 | ~2.1 | 安定した信号伝送 |
| 散逸係数 | 0.0004 | 最小限のエネルギー損失 |
| 体積抵抗率 | >10¹⁶ Ω-cm | 優れた絶縁性 |
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