真空体系是指由真空泵、真空计及种种零件通过管道以得当的方法联接，组合成能到达必然真空度要求的装置。真空体系的根本要求是都有哪些？

3.3.1.4 金属密封布局

A 金属密封的特性及密封质料

橡胶密封圈的重要缺点是不耐烘烤且放宇量较大，以是很多要求高温烘烤(大于200C)和只准利用低蒸气压(室温时燕气压小于10-10Pa)质料的超高真空体系装置，不克不及利用橡胶密封，而需用金属密封圈密封。金属密封圈有两个突出的长处: (1) 放气远比橡胶少; (2)用它密封的体系和装置可以在高温下烘烤除气，是以能餍足超高真空的要求。金属密封的缺点如下:

图3-38 带有弹簧赔偿器和橡胶内芯的氟塑料垫圈

图3-39氟塑料的种种密封情势

(1)金属密封圈弹性差，必要很大的密封力才气保障可靠的真空密封。

(2) 必要有较大的压紧力，重复利用性差，有些金属密封圈只能利用一次。

(3)法兰密封面和刀口的粗糙度及精度要求高，很小的伤痕都能粉碎密封。

(4)密封圈和法"质料的线膨胀系数相差较大，加热不匀称或密封布局设计不精确，会引起局部变形而造成漏气。

金属密封布局常用的密封质料有铝、铜和金。铝丝质料的纯度般为99 99%。铝丝0型密封圈熔接后必要举行350C退火1h，利用前要用NaOH或稀硝酸洗濯。s60. 92mm的铝丝压缩到φ0. 28mm时须施加1600MPa的压力，在这种情形下可以和不锈钢形成冷焊，并本事250 .370心的高温烘烤。铝丝0型密封圈的代价固然廉价，但只能利用-次。别的，铝丝外貌有逐一层氧化膜，因而焊接困难，为了幸免铝的氧化，可在铝外貌镀钢或改用Al-Si合金(Si3% ~5%)。AI-Si合金垫圈不但本事400 ~ 500C高温，并且不与水银反响。

铜密封圈质料为无氧高导铜(OFHC)。 铜0型密封圈的常用直径为1.5mm,通常可在氢气中熔焊后，放入温度为950C烧氢炉中举行烧氢处置惩罚。铜密封圈本事450C高温烘烤，但铜在高温烘烤中简单​孕育发生硬的氧化层。铜圈表而镀银( 银层厚度不小于5μm)就可以幸免氧化。铜比铝和金的硬度大，必要的密封力更大，为了降服这一缺点可以做成特别形状的垫圈。

金密封圈质料般为99. 7%以上的纯金，多采纳0型密封圈情势。黄金的突出长处是化学稳健性好，耐腐化，恒久袒露在氛围中不氧化，质软简单加工，延展性格外好。用过的金丝可接纳重新拉丝利用，消耗少。缺点是代价昂贵。常用的金丝直径为0.5-2mm,压缩量为50%左右，按20MPa的压紧力来确定螺栓数量。

B 常用金属法兰密封情势

a 平面法兰金属丝密封

平面法兰是金属密封法兰情势中最简洁的一种， 如图3-40所示，其密封没有共同题目，简单到达外貌粗糙度(1. 6-0.25)的要求。重要缺点是密封圈的定位题目不易办理，别的因为打仗面较大，必要很大的密封力。普通只实用于小直径的法兰毗连密封。

b直角L形密封

图3-41为直角L形密封布局。密封台阶间院0.025mm，以包管密封圈受压后

呈L形。下法兰台阶利于0型密封圈定位，外貌粗糙度小于1.6。0型密封圈压缩量为50%，常用0型密封金属丝圈直径为0.5mm、0.6mm、0. 8mm、 1mm、

1.Smm五种，-.般情形下密封圈只能利用一次。图3-42所示的法兰角密封布局实用于可重复烘烤到450C温度的金属丝密封垫圈。

图3-40圆截面金属丝密封圈平面法兰密封布局

图3-41 L 形密封法兰布局

图3-42金属丝垫圈法兰角密封情势

C 刀口密封与斜楔密封

刀口密封布局中所用的密封圈为0. S5mm的环形铜皮或铝片，密封力为280MPa，本事450个烘烤，可蒙受多次加热冷却轮回而不漏气。刀口密封布局的共同精度要求高，只用于小尺寸法兰密封。刀口密封布局如图3-43 (a)所示。

斜楔密封布局如图3-43 (b)所示。斜楔密封布局的刀黑白度普通为70°，刀口高度为1. 2mm,深度公役为土(0. 075 -0.1)mm,刀尖圆角半径为0. lmm,刀口直径偏差为0.05mm,垫圈质料为厚2mm的无氧铜。采纳这种密封布局的真空体系，经250C、sSh高温烘烤后，能使真空体系得到2.6x10 °Pa的真空度。采纳金属斜楔密封的法兰布局如图3-44所示。

普通情形下， 刀口和斜楔密封布局中的金属密封圈可以重复利用。

图3-43金属刀口与斜楔密封布局

(a)刀口密封布局; (b)斜楔密封布局

图3-44金属斜楔密封法兰布局

d 台阶密封

如图3-45所示台阶密封是使用两直角的剪切力剪切出新奇金属面形成密封的。两直角的剪切有两种根本情势，即相叠阶形布局密封(图3-45b左)和交织阶形布局密封(图3-45b右)，两者的区别在于法兰盘的边沿一个是重叠、-个是交织。垫圈质料是无氧铜，厚度1~2mm。制作时在950℃的烧氢炉中退火处置惩罚，可在450℃温度下重复烘烤利用。上下两直角的公役较大，没有共同题目，是以加工比力简单。

图3-45台阶法 兰密封布局

e 铝箔密封

铝箔密封法兰布局如图3-46所示，A部放大图所示为压紧后的剖面形状。当上、下法兰密封面以雷同的压缩量(30%) 压紧时，中心铝箱被封人，两头连结很大的压力，形成密封。加工的挠曲角比螺栓所引起的角度要大。挠曲角0和最大应力σ_可由下式求出:

式中，M为锁紧螺栓引起的挠矩，N. m/m; E为弹性模量，Pa: 1为截面惯性矩，m'; z为截面模量，m'; R为法兰半径，m。

​图3-46 铝箔密封法兰

普通铝箔密封所需的锁紧力矩为40~50N . m。当密封面的粗糙度在0.5~4.4μm范畴内、垫片厚度为40 ~ 100um时，铝箔密封能蒙受250~ 350C的重复烘烤。当锁紧力矩为45N，m,烘烤温度为300C以上时，铝箔垫圈会熔结在密封面上，可得到更好的真空密封性能，但下次利用时要将熔化的铝箔扫除洁净。