寂静回声 发表于 昨天 12:52

真空设备中密封槽


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密封槽通过 “物理隔离 + 密封件变形填充” 形成封闭界面,阻止两类泄漏。
大气中的空气(O₂、N₂)、水汽渗入真空腔,破坏高真空环境,导致等离子体与空气分子碰撞。降低离子束能量、污染等离子体。
离子源的工作气体(如 Ar、N₂、反应性气体 CF₄)泄漏至大气,造成气体浪费、腐蚀设备外部部件,或引发安全隐患。

密封槽的尺寸(宽度 W、深度 H)需与密封件(如 O 圈直径 d)严格匹配,确保密封件安装后不会因设备振动、压力差或热膨胀导致移位,维持密封界面的稳定贴合。
离子源的工作环境(高温、腐蚀性、振动、热变形)对密封系统提出严苛要求,密封槽需通过结构设计适配这些工况。

离子源工作时,等离子体产生的热量会导致部件温度升高(通常为 200~500℃,部分高能离子源可达 800℃),部件热膨胀会引发密封面的微小位移。
密封槽的宽度设计需预留 “热膨胀余量”(例如槽宽比密封件直径大 0.1~0.2mm),避免热膨胀导致密封件被挤压损坏。
槽底采用圆角过渡(R≥0.2mm),减少应力集中,防止部件热胀冷缩时密封槽开裂,破坏密封界面。


部分离子源(如反应离子刻蚀设备)使用腐蚀性工作气体(如 F₂、Cl₂、CF₄),或离子束直接冲击密封区域。
密封槽可阻挡腐蚀性气体直接冲刷密封件的根部,减少密封件(如氟橡胶、全氟醚橡胶)的腐蚀老化。
对于金属密封垫,密封槽的 “阶梯式结构”(如双槽设计)可形成 “多重密封屏障”,避免腐蚀性气体穿透单一密封界面。


离子源通常要求高真空(10⁻⁵~10⁻⁸ Pa)或超高真空(10⁻⁹~10⁻¹² Pa),密封槽需配合特殊密封件设计。
采用 “迷宫式密封槽” 配合金属密封垫,通过多重气体路径延长泄漏通道,降低漏率。
密封槽表面需经过真空退火、抛光处理,减少表面吸附气体(如 H₂O、CO₂),避免吸附气体释放影响真空度。


离子源的装配精度(如法兰面平行度、同轴度)存在微小误差,设备运行时会产生高频微振动。
密封槽的宽度公差(通常为 ±0.02mm)可兼容装配误差,避免因密封面贴合不良导致泄漏。
弹性密封件(如 O 圈)在密封槽内的变形余量可吸收振动能量,维持密封界面的贴合压力,防止振动导致的 “瞬时泄漏”。


你个实习生,想搞懂这些知识,就够忙的了,还想实际设计,你们公司领导心挺大的。









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