필러는 낮은 기계적 강도, 열악한 내마모성, 열전도성 등 PTFE의 내재적 한계를 해결하여 특성을 크게 향상시킵니다.유리 섬유, 탄소, 흑연, 청동, 이황화 몰리브덴과 같은 재료를 통합함으로써 PTFE는 화학적 불활성 및 낮은 마찰과 같은 핵심 장점을 유지하면서 치수 안정성, 크리프 저항 및 하중 지지력을 개선할 수 있습니다.이러한 필러는 시너지 효과를 발휘하여 내마모성(최대 1000배 개선) 및 열 전도성(2배 증가)과 같은 성능 지표를 최적화함으로써 산업용 씰부터 의료 기기에 이르기까지 까다로운 용도에 맞게 PTFE를 맞춤화합니다.소결 공정은 이러한 특성을 더욱 개선하여 실제 조건에서 일관된 성능을 보장합니다.
핵심 포인트 설명:
1. 기계적 강도 향상
- 사용된 필러:유리 섬유, 탄소, 청동 및 폴리이미드 필름.
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Impact:
- 유리 섬유는 압축 강도를 높이고 하중 하에서 변형을 줄입니다.
- 탄소 필러는 경도와 구조적 무결성을 향상시킵니다.
- 청동/강 필러는 고응력 애플리케이션(예: 유압 피스톤 링)의 하중 지지력을 높여줍니다.
- 예시:유리로 채워진 PTFE는 크리프에 강하고 장시간의 압력에도 치수 안정성을 유지합니다.
2. 내마모성 및 내마모성
- 사용된 필러:흑연, 이황화몰리브덴(MoS₂), 탄소 섬유.
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Impact:
- 흑연은 비윤활 환경에서 마찰을 줄여주어 베어링과 씰에 이상적입니다.
- MoS₂는 윤활층을 형성하여 동적 응용 분야에서 마모율을 최대 90%까지 줄여줍니다.
- 연구 결과에 따르면 충전 PTFE는 순수 PTFE보다 내마모성이 1000배 더 뛰어납니다.
3. 열 전도성 및 안정성
- 사용된 필러:탄소, 흑연, 금속 분말(예: 청동).
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Impact:
- 열전도율을 두 배로 높여 고속 또는 고온 환경에서 열을 더 효율적으로 발산합니다.
- 금속 필러(예: 청동)는 열 전달을 향상시켜 열 저하를 방지합니다.
4. 마찰 거동 및 PV 값
- 사용된 필러:흑연, MoS₂, 유리 섬유.
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트레이드 오프:
- 필러는 마찰 계수(COF)를 약간 증가시킬 수 있지만, PV(압력-속도) 한계를 크게 개선합니다.
- 흑연 충전 PTFE는 드라이 러닝 애플리케이션에서 초저 COF를 달성합니다.
5. 공정에 따른 성능
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소결 영향:
- 소결 중 냉각 속도(빠름/느림)는 결정성에 영향을 주어 인장 강도 및 크리프 저항과 같은 기계적 특성을 변경합니다.
- 불활성 가스 소결은 유리로 채워진 PTFE의 다공성을 줄여 내구성을 향상시킵니다.
6. 생체 적합성 및 의료 응용 분야
- 사용되는 필러:고순도 흑연, 폴리이미드.
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Impact:
- PTFE의 생체 적합성을 유지하면서 의료용 라이너의 강도를 개선하여 최소 침습적 시술에서 조직 외상을 줄입니다.
구매자를 위한 실용적인 고려 사항
- 선택 기준:필러 유형을 용도에 맞게 조정합니다(예: 강도를 위한 유리, 마찰을 줄이기 위한 흑연).
- 장단점:필러 함량이 높을수록 PTFE의 내화학성이 감소하거나 취성이 증가할 수 있습니다.
- 비용:금속 충전 PTFE(예: 청동)는 더 비싸지만 우수한 열/기계적 성능을 제공합니다.
필러를 전략적으로 선택함으로써 PTFE는 다목적이지만 제한된 소재에서 특정 산업, 기계 또는 의료 과제에 맞는 고성능 솔루션으로 탈바꿈합니다.
요약 표:
| 속성 강화 | 주요 필러 | 성능 향상 |
|---|---|---|
| 기계적 강도 | 유리 섬유, 탄소 | 압축 강도 증가, 크리프 감소, 하중 지지력 향상. |
| 내마모성 | 흑연, MoS₂ | 최대 1000배 향상된 내마모성으로 베어링과 씰에 이상적입니다. |
| 열 전도성 | 탄소, 청동 | 2배 더 높은 열 방출, 고속 애플리케이션에서 열 성능 저하를 방지합니다. |
| 마찰 거동 | 흑연, 유리 섬유 | 드라이러닝 시스템에 최적화된 PV 한계, COF와 내구성의 균형. |
| 생체 적합성 | 고순도 흑연 | 의료 기기에 대한 PTFE의 안전성을 유지하면서 구조적 무결성을 향상시킵니다. |
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