权威答案是E玻璃。 这种特定的配方，也称为电绝缘玻璃，是唯一用作聚四氟乙烯（PTFE）增强填料的玻璃类型。选择它是因为它具有出色的电绝缘性能，从而保留了基础PTFE材料的核心优势之一。
将E玻璃纤维添加到PTFE中的核心目的是大幅提高其机械性能——特别是其抗磨损和抗“冷流”或蠕变的性能——同时不牺牲材料固有的电绝缘性和化学惰性。这创造了一种专为苛刻应用而设计的高性能复合材料。
为什么E玻璃是PTFE的标准
聚合物复合材料中填料的选择绝非偶然。E玻璃被独家使用，因为其性能完美地补充了原生PTFE的优点和缺点。
E玻璃的定义特性
E玻璃是一种低碱性硼硅酸盐玻璃。其主要特性是高电阻率，这也是它常被称为“电绝缘玻璃”的原因。
这一特性至关重要，因为它意味着所得复合材料仍然是出色的电绝缘体，这也是许多工程师首先选择PTFE的关键原因。
增强材料的形态
虽然E玻璃是唯一使用的类型玻璃，但它可以以不同的形式掺入。对于密封件或轴承等模压部件，它通常以平均直径为13µm的研磨纤维形式添加。
对于PTFE层压板，例如用于印刷电路板（PCB）的层压板，E玻璃被用作编织布。这些编织布有不同的样式（例如106、1080），为最终板材提供不同的结构特性。
典型的玻璃含量
添加到PTFE中的玻璃纤维百分比通常在重量的5%到40%之间。一种常见且用途广泛的配方是15%玻璃填充PTFE，它提供了增强性能的平衡特性。更高的百分比会增加硬度和稳定性，但也可能增加磨损性。
玻璃如何改变PTFE的性能
添加玻璃纤维创造了一种复合材料，其机械性能远远超过未填充PTFE的性能。
卓越的抗蠕变（冷流）性
原生PTFE在持续压力下有永久变形的倾向，这种现象称为蠕变或冷流。玻璃纤维形成了一个内部结构基体，可以显著抵抗这种变形，使其非常适合承受恒定载荷的密封件和垫圈。
增强的耐磨性和硬度
玻璃纤维的硬度极大地提高了材料的耐磨性。这使得玻璃填充PTFE成为轴承、活塞环以及涉及摩擦和运动的其他部件等动态应用的更优选择。
提高尺寸稳定性
PTFE的热膨胀系数高，这意味着其尺寸会随温度发生显著变化。加入尺寸稳定的玻璃纤维可以减小这种膨胀，从而使部件在不同工作温度范围内更好地保持其公差。
了解权衡
尽管添加玻璃非常有益，但并非没有妥协。承认这些权衡对于正确的材料选择至关重要。
对配合表面的磨损性增加
玻璃纤维的硬度可能会对较软的配合表面造成磨损，例如由不锈钢、铝或青铜制成的轴。在涉及软金属的应用中，使用不同的填料（如青铜或碳）可能是更合适的选择。
（在特定情况下）化学耐受性降低
虽然PTFE以其惰性而闻名，但E玻璃则不然。玻璃纤维可能会被强碱溶液和氢氟酸腐蚀。在这些特定的化学环境中，未填充的PTFE仍然是更优的选择。
摩擦系数较高
与未填充的PTFE相比，玻璃填充PTFE的摩擦系数略高。虽然它仍然是一种低摩擦材料，但在高度敏感的应用中，这种微小的增加可能是一个需要考虑的因素。
为您的应用做出正确的选择
选择正确的材料完全取决于您的设计的首要需求。
- 如果您的首要重点是在载荷下的机械稳定性： 玻璃填充PTFE是密封件、垫圈和阀座的绝佳选择，因为它具有出色的抗蠕变性。
- 如果您的首要重点是电气元件的耐磨性： E玻璃增强材料与PTFE绝缘性能的结合是连接器、绝缘体和电气设备中轴承的理想选择。
- 如果您的应用涉及软金属轴或强碱： 您必须仔细考虑玻璃填充PTFE的磨损性和化学局限性，并评估替代方案。
最终，了解E玻璃如何改性PTFE，可以帮助您利用这种复合材料的优势来制造更耐用、更可靠的部件。
摘要表：
| 性能 | 原生PTFE | 15%玻璃填充PTFE |
|---|---|---|
| 抗蠕变/冷流性 | 低 | 高 |
| 耐磨性 | 低 | 极佳 |
| 尺寸稳定性 | 低 | 高 |
| 电绝缘性 | 极佳 | 极佳 |
| 对配合表面的磨损性 | 低 | 中等到高 |
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