真空密封-固定密封技術(shù)
密封技術(shù)是保持真空狀態(tài)的基本技術(shù),大體可分為固定密封和軸密封兩種。軸密封主要是指從大氣側(cè)向真空側(cè)傳達(dá)運(yùn)動(dòng)的方式,比如運(yùn)動(dòng)導(dǎo)入器等。固定密封分永久固定和非永久固定(比如法蘭盤(pán))兩種方式。
1.永久固定
1)玻璃和金屬的密封
硬質(zhì)玻璃(硼硅酸玻璃)和金屬接合時(shí),要求接口部在室溫和800度之間有較小的熱膨脹系數(shù)。接合用的金屬主要是鈷合金(Fe:N:Co=54:29:17)。首先使Co合金表面氧化,然后在薄薄的氧化膜部和玻璃接合。使用這種技術(shù)的制品有觀察窗等。
2)金屬圓環(huán)密封
金屬之間的接合主要用不銹鋼材料(SUS304,SUS316),接合方式主要是氬弧焊,在焊接部位吹入大量的氬氣,避免其氧化。
無(wú)法焊接的材料(銅等)或不同材料間的接合(不銹鋼和銅),通常用真空蠟焊。真空蠟焊的難點(diǎn)在于需要專(zhuān)門(mén)的胎具。其優(yōu)點(diǎn)在于沒(méi)有變形發(fā)生。
3)瓷和金屬的密封
瓷是絕緣體,需要導(dǎo)入電器信號(hào)時(shí)離不開(kāi)瓷和金屬的密封問(wèn)題。以Mo和Mn為例簡(jiǎn)單說(shuō)明。
首先在瓷的表面涂Mo,Mn的粉末,在H2和N2的混合氣體中進(jìn)行熱處理后,可以在瓷的表面形成薄薄的Mo,Mn層。在上面再鍍牢固的Ni或Cr膜。在Ni或Cr膜上通過(guò)蠟焊接合Co合金或銅的電極。使用Co合金的主要目的是消除熱膨脹所產(chǎn)生的變形。
2.非永久固定
法蘭盤(pán)的密封是代表性的非永久固定密封方式。非永久固定密封要求簡(jiǎn)單操作就能達(dá)到封止真空的目的。
1)彈性體密封墊圈
彈性體是指象橡膠一樣,有外壓會(huì)變形,解除外壓后就復(fù)原。以彈性體作為密封墊圈時(shí),利用其復(fù)原力,在法蘭盤(pán)的密封面產(chǎn)生面壓而封止真空。密封墊圈通常使用合成橡膠墊圈,墊圈被擠壓時(shí)有一定的變形,變形程度根據(jù)法蘭盤(pán)構(gòu)造而定。
2)金屬絲形圈密封
彈性體密封中,密封墊圈的斷面是圓形的被稱(chēng)為絲形圈。金屬絲形圈密封顧名思義全部由金屬構(gòu)成。一般情況下氟化橡膠被作為墊圈廣泛使用,但是有兩個(gè)問(wèn)題點(diǎn):一個(gè)是在設(shè)備烘烤時(shí)耐熱程度有限,另一個(gè)是氫氣,氦氣的透氣問(wèn)題。金屬絲形圈密封可以解決這兩個(gè)問(wèn)題。由金屬構(gòu)成而且具有彈性特性的圓環(huán)有鋁制C 形圓環(huán)(中間有彈簧)和不銹鋼制的中空?qǐng)A環(huán)等。
3)金屬密封墊圈
上圖所示錐形刀緣密封是全金屬可烘烤的超高真空密封方式。密封墊圈是金屬板或線。其本身并沒(méi)有彈性特性。如圖所示,墊圈挾在相對(duì)的兩個(gè)法蘭中間。這種構(gòu)造使得墊圈同時(shí)受到三個(gè)方向的面壓。這種密封方式和使用的法蘭盤(pán)成為全世界超高真空法蘭密封的標(biāo)準(zhǔn)。
