PTFE（四フッ化エチレン樹脂）は、優れた耐薬品性、低摩擦性、高温安定性で知られる汎用性の高いフッ素樹脂です。特定の用途向けに特性を向上させるため、PTFEベースの材料にはさまざまなフィラーが組み込まれています。主に使用されるフィラーはセラミックスで、誘電特性を修正し、熱伝導性を向上させる能力があるため、通常は粉末状になっている。その他の一般的なフィラーには、ガラス繊維、二硫化モリブデン、グラファイト、ブロンズやステンレス鋼などの金属があり、それぞれ最終用途に求められる機械的、熱的、電気的特性に基づいて選択されます。
キーポイントの説明
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一次フィラーセラミックス
- アルミナ(Al2O3)やフッ化カルシウム(CaF2)などのセラミックスは、PTFEの最も一般的なフィラーです。熱伝導性を高め、誘電特性を改 善するために粉末の形で添加され、PTFEを高 周波・高温用途に適したものにする。
- セラミック・フィラーは、PTFEが負荷（コールドフロー）下で変形する自然な傾向を打ち消すのに役立ち、シールやベアリングのような用途に極めて重要な耐摩耗性を向上させる。
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その他の一般的な充填材
- ガラス繊維:機械的強度を高め、クリープを減少させ、構造用途でのPTFEの耐久性を向上させる。
- グラファイトと二硫化モリブデン（MoS2）:潤滑性向上、摩擦低減、摺動・回転部品に最適。
- 金属（青銅、ステンレス）:熱伝導性と耐荷重性を高め、高ストレス環境でよく使用される。
- ポリマー（PPS、ポリイミド）:耐薬品性または耐熱性の強化が必要な特殊用途のために添加される。
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フィラーの選択基準
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フィラーは、以下のようなアプリケーションの特定のニーズに基づいて選択されます：
- 熱管理:放熱のためのセラミックスと金属。
- 電気的特性:RF/マイクロ波アプリケーションの誘電体チューニング用ガラスまたはセラミック。
- 機械的性能:耐摩耗性向上と変形低減のための繊維または鉱物。
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フィラーは、以下のようなアプリケーションの特定のニーズに基づいて選択されます：
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ラミナPTFEの用途
- ラミナ ラミナPTFE 材料は、フィラーが樹脂、難燃剤、安定剤と組み合わされ、複合シートやフィルムになります。これらの積層板は、精密な材料特性が要求される電子機器（PCB基板など）、航空宇宙、医療機器などで使用されています。
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セラミックが優勢な理由
- セラミックスは、PTFE固有の長所（化学的不活性など）を維持しつつ、PTFEの短所（熱伝導性など）を強化することでバランスをとっている。また、PTFEの加工方法（圧縮成形など）との相性もよく、実用的な選択肢となっている。
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トレードオフと考慮事項
- フィラーは特定の特性を向上させる一方で、PTFEの純粋な耐薬品性や柔軟性を低下させる可能性がある。例えば、ガラス繊維を添加すると、材料がより脆くなる可能性がある。したがって、フィラーの種類と濃度は用途に応じて最適化する必要がある。
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新たな傾向
- PTFEの主要な特性を損なうことなく、PTFEの性能をさらに高めるために、ナノ複合材料（ナノセラミックスやカーボンナノチューブなど）が検討されている。
これらの充填剤の選択肢を理解することで、購入者は、高性能シール、電気絶縁、熱管理システムなど、運用上の要件に合わせてPTFEベースの材料を選択することができます。
要約表
| フィラーの種類 | 主な利点 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| セラミックス（Al₂O₃など） | 熱伝導性、誘電特性、耐摩耗性を高める | 高周波エレクトロニクス、シール、ベアリング |
| ガラス繊維 | 機械的強度の向上とクリープの低減 | 構造部品、ガスケット |
| グラファイト/MoS | 潤滑性を高め、摩擦を減らす | 摺動・回転部品、ブッシュ |
| 金属（青銅、SS） | 耐荷重と放熱性を向上 | 高応力環境、熱交換器 |
| ポリマー（PPS、PI） | 特殊なニーズに耐薬品性／耐熱性を付加 | 航空宇宙、医療機器 |
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