PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)は、その低誘電正接で有名であり、高周波電気用途に好まれる材料です。バージンPTFEは、0.0002～0.0004という非常に低い誘電率を示し、これは純粋な未充填組成に起因する。ガラス、カーボン、ブロンズなどの添加物を組み込んだ充填PTFEグレードは、エネルギー吸収フィラーの導入により、一般に高い誘電正接を示す。バージンPTFEは電気絶縁性に優れ、充填グレードは機械的特性が向上する。これらの違いを理解することは、カスタム用途に適したPTFEグレードを選択し、電気的性能と機械的耐久性のバランスをとる上で極めて重要です。
重要ポイントの説明
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損失係数の基本
- 散逸係数（または損失正接）は、材料が交流電界にさらされたときの熱としてのエネルギー損失を測定します。
- 値が低いほど電気絶縁性が高いことを示し、RF部品や回路基板のような高周波用途に重要です。
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バージンPTFE：最適な電気的性能
- 純粋で未充填のバージンPTFEは、散逸係数が 0.0002-0.0004 と、PTFEグレードの中で最も低い。
- このため、航空宇宙や電気通信など、信号損失を最小限に抑える必要がある用途に最適です。
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充填PTFEグレード：性能のトレードオフ
- ガラス繊維（25％ガラス繊維入りPTFE）やカーボン（カーボン／グラファイト入りPTFE）のような充填材は機械的強度を向上させるが、散逸係数を増加させる。
- 例えば、ガラス繊維入りPTFEは、以下の散逸係数を示すことがある。 0.001-0.002 一方、ブロンズ充填PTFEは 0.003 .
- これらのグレードは、耐摩耗性が電気的損失を上回る機械的用途（ベアリング、シールなど）に適している。
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充填PTFEの放熱に影響を与える要因
- フィラータイプ:導電性フィラー（例：カーボン）は、非導電性フィラー（例：セラミック）よりもエネルギー損失を増加させる。
- フィラーの割合:より高いフィラー含有量（例えば、50％ステンレス鋼充填PTFE）は、一般的に散逸係数を上げる。
- 周波数依存性:散逸損失は、特にフィルド・グレードでは、信号周波数によって変化することがある。
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用途と選択基準
- バージンPTFE:高周波絶縁体、同軸ケーブルに最適。 カスタムPTFE部品 電気的純度を必要とする
- 充填PTFE:高負荷ベアリング（例：モリブデン／ブロンズ充填）、耐薬品性シール（カーボン充填）、または耐摩耗コンポーネント（セラミック充填）に好ましい。
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トレードオフと設計上の考慮点
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充填PTFEは電気的性能を多少犠牲にする一方で、以下の利点があります：
- 圧縮強度（例えば、35%炭素繊維充填PTFE）。
- 熱安定性（例えば、ガラス繊維入りPTFEは高い機械的負荷に耐える）。
- 耐摩耗性（例えば、ダイナミックシール用のブロンズ充填PTFE）。
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充填PTFEは電気的性能を多少犠牲にする一方で、以下の利点があります：
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購入者にとっての実際的な意味合い
- 電気用途では、バージンPTFEの低損失性を優先する。
- 機械部品については、フィラーのトレードオフを評価する。
- カスタム配合(混合フィラーなど)により、電気的ニーズと機械的ニーズのバランスをとることができます。
このような微妙な差異を理解することで、エンジニアと購買担当者は、性能と費用対効果の両面からPTFEの選択を最適化することができます。ハイブリッドフィラーグレードは、強度と絶縁性という2つの要件を満たすことができますか？
総括表
| PTFEグレード | 誘電正接範囲 | 主要特性 | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| バージンPTFE | 0.0002-0.0004 | 純粋、低エネルギー損失 | 高周波電気絶縁、RF部品 |
| ガラス繊維強化PTFE | 0.001-0.002 | 機械的強度の向上 | ベアリング、シール |
| カーボン入りPTFE | 最大0.003 | 高い耐摩耗性 | 耐薬品性シール |
| ブロンズ充填PTFE | ~0.003 | 優れた耐摩耗性 | ダイナミックシール、高負荷ベアリング |
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