マイクロ波ケーブルコンポーネントの使用環境は、極端な温度変化にさらされるなど、ますます困難になってきています。化学薬品にさらされると、摩擦や曲がりが生じることがよくあります。また、ケーブル部品にはコンパクトで軽量であるだけでなく、経済性と耐久性も要求されるなど、他の課題もあります。信号の完全性と製品の信頼性を確保するには、ケーブルの全体的な性能に影響を与える、電気的、機械的、環境的、および特定のアプリケーションの制約を評価する必要があります。これらの変数は、ケーブルの絶縁体、ケーブルの被覆、およびケーブルの構造に直接影響します。一方、これらのケーブルが特定の環境でも信頼できるかどうかを判断するには、実験とデータ分析が鍵となります。
高品質で安定した信号を確保するには、ケーブルの絶縁体とシース素材の特性を評価する必要があります。これらの特性は、ケーブルが厳しい要件を満たせるかどうかに決定的な役割を果たします。-信号ケーブルに使用される誘電体材料は、信号の完全性に影響を与えるだけでなく、ケーブルの耐久性にも影響します。
シリコーン
ケーブルの被覆には主にシリコーンが使用されており、低温環境下でも高い柔軟性を維持できます。ただし、破損しやすく、粘着面の摩擦が比較的大きいため、クリーンルーム環境には不向きです。シリコーンの引張強度と引裂抵抗は比較的低いため、この材料で作られたシースは他の材料に比べて厚くなります。シリコーンは優れた耐放射線性を持っていますが、高温真空チャンバーなどの真空用途ではシリコーンオイルの漏れが発生する可能性があるため、ケーブルシースの製造に使用できるシリコーンのグレードはよく知られています。重量係数を考慮する必要がある場合、シリコンは最良の選択ではありません。
ポリウレタン
ポリウレタンは優れたシース材料ですが、他の材料と比較して耐電圧性が低いため、絶縁体としては使用されません。機械的に言えば、ポリウレタンは柔軟性に優れ、摩耗や引き裂きに対する耐性が非常に優れています。環境の面では、ポリウレタンは溶剤、紫外線、放射線、カビに対して耐性があります。ポリウレタンは温度範囲が狭く、約 -40 度で脆くなり、上限温度は約 100 度です。
ポリエチレン
ポリエチレンのシースは比較的硬く、ケーブルの柔軟性に影響を与えるため、導体の絶縁にはポリエチレンが最適です。ポリエチレンは、発泡材料と併用すると良好な誘電特性を示します。高分子量ポリエチレンは機械力学の観点から、耐摩耗性と低摩擦という特徴を持っています。ポリエチレンの適用温度範囲も非常に狭いため、耐薬品性材料とポリエチレン ケーブル シースを組み合わせることは困難です。ポリエチレンの機械的特性は、難燃処理後に低下します。
フッ素ポリマー
フッ素化ポリマーの中でも、フッ素化エチレンプロピレン (FEP)、パーフルオロアルコキシ (PFA)、およびポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、優れたシース材料です。あらゆる絶縁材料の中で、フッ素系ポリマー材料は最も高い耐圧性を持っています。フッ素化ポリマーは極端な温度に耐えることができますが、各材料には独自の適用温度範囲があります。フッ素化エチレンプロピレン (FEP) は -250 ℃ ～ 150 ℃の温度差に耐えることができますが、パーフルオロアルコキシ (PFA) は -250 ℃ ～ 200 ℃の温度差に耐えることができます。
ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、260℃までの低温でも柔軟性を失いません。フッ素化ポリマーは、化学薬品、酸、腐食性物質に対して耐性があり、いずれも不燃性です。ポリテトラフルオロエチレンとそのポリマーには、脱ガスが少ないという利点もあります。これは超高真空 (UHV) 環境では特に重要です。ほとんどのフッ素ポリマーは柔軟性がありますが、耐熱性と同様に、その柔軟性も使用する材料によって異なります。パーフルオロアルコキシが最も硬く、次にフッ素化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンが続きます。一方、ポリテトラフルオロエチレン製シースは最も柔軟性に優れています。
フッ素化ポリマーのエンジニアリング
フッ素化ポリマーの欠点の 1 つは、耐摩耗性が弱いことです。一部のフッ素化ポリマーは、エンジニアリング処理によって物理的、化学的、電磁的特性を改善することができ、それによってマイクロ波用途における特別な要件を満たす能力が強化されます。テトラフルオロエチレン (ETFE) は、照射によって機械的特性と耐薬品性を向上させることができますが、照射により硬度が高まり、柔軟性が大幅に低下する可能性があります。ポリテトラフルオロエチレンの天然特性は、耐熱性と化学的不活性です。したがって、電気的または機械的特性を改善しても、温度や化学的特性は大きく変化しません。
