Yüksək temperatur, yüksək vakuum və güclü maqnit sahəsi mühitlərində sızdırmazlıq halqalarının seçilməsi və tətbiqi

Otaq temperaturundan 250°C-ə qədər temperatur, maqnit mühitinin mövcudluğu və ultra yüksək vakuum (adətən 10⁻⁷ Pa-dan aşağı təzyiqlər kimi müəyyən edilir) tələb edən tələbkar iş şəraitində müvafiq sızdırmazlıq halqalarının seçilməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu cür şərtlərə adətən qabaqcıl elmi tədqiqat qurğularında (məsələn, hissəcik sürətləndiriciləri, sintez eksperimental cihazları), yarımkeçiricilər istehsal edən avadanlıqlarda (məsələn, aşındırma maşınları, ion implantatorları) və aerokosmik hərəkət sistemlərində rast gəlinir.

Əsas Çətinliklər və Mühürləmə Tələbləri

Effektiv möhürlənməyə nail olmaq eyni zamanda aşağıdakı kritik tələblərə cavab verməyi tələb edir:

1. .Yüksək temperatur müqaviməti:Material 250°C temperaturda uzunmüddətli işləməyə tab gətirməli, elastikliyini və sızdırmazlıq qabiliyyətini parçalanmadan və yumşalmadan saxlamalıdır.
2. .Aşağı qaz çıxarma dərəcəsi:​ Ultra yüksək vakuum mühitlərində vakuumu çirkləndirə biləcək uçucu maddələrin buraxılmaması üçün materialın ümumi qaz buraxma sürəti olduqca aşağı olmalıdır (adətən <1×10⁻⁸ Pa・m³/s).
3. .Maqnit Müdaxilə Müqaviməti/Uyğunluq:​Maqnit mühitlərdə möhürləyici halqa materialının özü qeyri-maqnit olmalıdır və ya maqnit sahəsinə müdaxilə etməməlidir, adətən qeyri-ferromaqnit materialların istifadəsini tələb edir.
4. .Radiasiya Müqaviməti (əgər varsa):​İonlaşdırıcı şüalanma varsa (məsələn, bəzi eksperimental qurğularda), material radiasiya zədələnməsinə müqavimət göstərməlidir.
5. .Mexanik xassələri:Kifayət qədər elastik bərpa dərəcəsi (adətən 80%-dən çox tələb olunur) və sıxılma dəstinə müqavimət sistem təzyiqinin dəyişməsi və istilik dövriyyəsi ilə mübarizə aparmaq üçün vacibdir.

Uyğun Sızdırmazlıq Üzük növləri və Materialları

Axtarış nəticələrinə əsasən, aşağıdakı sızdırmazlıq halqası növləri və materialları bu şərtlər üçün üstünlük verilən həllərdir:

1. Metal möhürlər

Metal möhürlər ultra yüksək vakuum mühitləri üçün qızıl standart hesab olunur, aşağı qaz buraxma, yüksək temperatur müqaviməti və maqnit uyğunluğu tələblərinə mükəmməl cavab verir.

• .Material seçimi:.
  • .Oksigensiz Mis:Bu ən çox yayılmış seçimdir. O, əla plastik deformasiya qabiliyyəti nümayiş etdirir, flanş səthlərindəki kiçik qüsurları doldurmaq üçün sıxılma altında plastik axan vasitəsilə sızdırmazlığa nail olur. O, qeyri-maqnitdir, üstün yüksək temperatur müqaviməti təklif edir və yüksək vakuum səviyyələrinə nail olmaq üçün qazın çıxarılmasını sürətləndirmək üçün yüksək temperaturda bişirməyə (çox vaxt 250°C-dən çox) tab gətirə bilir ki, bu da onu geniş yayılmış tətbiq üçün əsas seçim edir.
  • .Saf Alüminium:Həm də qeyri-maqnit və nisbətən ucuzdur. Daha yumşaqdır və formalaşdırmaq və bağlamaq asandır, lakin yüksək temperaturda onun mexaniki gücü oksigensiz misdən aşağı ola bilər.
  • .Gümüş / Qızıl:Bu metallar müstəsna performans və olduqca aşağı qaz buraxma dərəcələri təklif edir. Bununla belə, onların çox yüksək qiyməti adətən xüsusi və ya ekstremal tədqiqat proqramlarında istifadəsini məhdudlaşdırır.
• .Ümumi Konfiqurasiyalar:.
  • .Konflat Flanş (CF) Mühür:​Paslanmayan poladdan hazırlanmış bıçaq kənarı flanşla birləşdirilmiş oksigensiz mis contadan istifadə edir. Boltun əvvəlcədən yüklənməsi altında mis conta plastik şəkildə deformasiyaya uğrayır və bıçağın kənarına dişləyir və son dərəcə yüksək bütövlükdə statik möhür əmələ gətirir. Bu, ultra yüksək vakuum sistemlərində standart konfiqurasiyadır.
  • .Yayla Enerjili Mühürlər (məsələn, Helicoflex):​Metal gödəkçədən (məsələn, oksigensiz mis, gümüş, paslanmayan polad) və daxili yaydan ibarətdir. Yay, sistem daxilində istilik genişlənməsi/daralması və kiçik deformasiyalara uyğunlaşmaya imkan verən davamlı kompensasiya qüvvəsi təmin edir, nəticədə çox yüksək sızdırmazlıq etibarlılığı təmin edilir. Onlar temperaturun dəyişməsi və ya vibrasiyası olan tətbiqlər üçün xüsusilə uyğundur.

2. Perfluoroelastomer (FFKM)

Sistem dizaynı elastomer möhürlər üçün daha uyğundursa və ya daha çox quraşdırma rahatlığı tələb edirsə, Perfluoroelastomer (FFKM) çox yüksək qiymətə də olsa, polimer materiallar arasında ən yüksək səviyyəli seçimi təmsil edir.

• .Xüsusiyyətləri:Flüorokarbon kauçukunun son versiyası kimi qəbul edilə bilər. Molekulunda demək olar ki, bütün hidrogen atomları flüor atomları ilə əvəz olunduğundan, FFKM əla yüksək temperatur müqavimətinə (300°C-dən çox davam edə bilər) və ən sərt kimyəvi mühitə və plazmaya tab gətirə bilən heyrətamiz kimyəvi müqavimətə malikdir.
• .Vakuum Performansı:Xüsusi formulasiya və təmiz proseslər yolu ilə istehsal olunan FFKM sızdırmazlıq üzükləri, yarımkeçirici və ultra yüksək vakuum avadanlığının ciddi tələblərinə cavab verən son dərəcə aşağı qaz xaricetmə sürəti və çıxarıla bilən məzmun nümayiş etdirir.
• .Maqnit xassələri:Elastomer materiallar ümumiyyətlə qeyri-maqnitdir və maqnit sahələrinə müdaxilə etməyəcəkdir.
• .Tətbiqlər:Yarımkeçirici litoqrafiya və aşındırma maşınlarının vakuum kameralarında və aşındırıcı qaz tədarükü sistemlərində, eləcə də aerokosmik mühərriklərdə oksidləşdirici sızdırmazlıq üçün istifadə olunur.

3. Flüorokarbon kauçuk (FKM/Viton)

Flüorokarbon kauçuku yüksək temperaturlu vakuum mühitləri üçün tez-tez istifadə olunan elastomer sızdırmazlıq materialıdır, performans və qiymət arasında balansı təmsil edir.

• .Xüsusiyyətləri:Yaxşı yüksək temperatur müqaviməti (adətən -20 ~ 250 ° C), yağ müqaviməti və əksər kimyəvi maddələrə qarşı müqavimət təklif edir.
• .Vakuum Performansı:Standart FKM-nin qaz atma dərəcəsi metallar və FFKM-dən daha yüksəkdir. Ümumiyyətlə yüksək vakuumlu (10⁻⁴ ~ 10⁻⁷ Pa) mühitlər üçün uyğundur. Ultra yüksək vakuum tətbiqləri üçün aşağı qaz buraxma dərəcəsi olan məhsullar seçilməlidir və deqazasiya üçün yüksək temperaturda bişirmə tələb oluna bilər (onun maksimum bişirmə temperaturu həddinə diqqət yetirilməlidir).
• .Maqnit xassələri:Qeyri-maqnit.
• .Qeyd:Güclü qələvilərə, ketonlara və bəzi ester həlledicilərinə davamlı deyil.

.Əsas Xüsusiyyətlərin Müqayisəsi:Müzakirə olunan əsas sızdırmazlıq variantları - Oksigensiz Mis metal möhürlər, Perfluoroelastomer (FFKM) və Fluorokarbon Kauçuk (FKM) - əsas xüsusiyyətlərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Oksigensiz Mis möhürlər 400°C-dən yuxarı temperaturlara dözür və son dərəcə aşağı qaz buraxma nümayiş etdirir, bu da onları ultra yüksək vakuum (<10⁻⁷ Pa) tətbiqləri üçün ideal edir. Onlar qeyri-maqnitdir və yaxşı radiasiya müqaviməti təklif edir, lakin onların elastikliyi və kompensasiyası plastik deformasiyaya və ya daxili yaylara əsaslanır. Onların nisbi dəyəri yüksəkdir. Perfluoroelastomer (FFKM) möhürləri təxminən 320°C-yə qədər işləyə bilər. Çox aşağı qaz buraxma ilə (təmiz dərəcəli versiyalar tələb olunur), onlar həmçinin ultra yüksək vakuum (<10⁻⁷ Pa) üçün uyğundur, qeyri-maqnitdir, yaxşı radiasiya müqaviməti təklif edir və əla xas elastiklik və kompensasiya qabiliyyətinə malikdir. Bununla belə, onların nisbi dəyəri çox yüksəkdir, potensial olaraq FKM-dən on dəfə çoxdur. Flüorokarbon Kauçuk (FKM) möhürləri təxminən 250°C-dən aşağı maksimum işləmə temperaturuna malikdir. Onlar orta qaz buraxma sürəti nümayiş etdirirlər (az qaz verən formulalar tələb olunur) və yüksək vakuum üçün uyğundurlar (~10⁻⁴ – 10⁻⁷ Pa). Həm də qeyri-maqnit və kifayət qədər yaxşı radiasiya müqaviməti təklif etsə də, onların elastikliyi yaxşıdır və onlar orta qiymətli bir seçimdir.

Seçim və İstifadə Tövsiyələri

1. .Prioritet seçimi:.
   • Təmiz, son dərəcə tələbkar ultra yüksək vakuum sistemləri üçün (məsələn, hissəcik sürətləndiriciləri, kosmik mühitin simulyasiya kameraları), ​metal möhürlər (oksigensiz mis).bunlardırüstünlük verilən və ən etibarlıdırhəlli.
   • Daxil olan ultra yüksək vakuum mühitləri üçünaşındırıcı media(məsələn, yarımkeçirici aşındırma qazları) və ya tələb edirdaha yaxşı elastiklik və asan quraşdırma,Perfluoroelastomer (FFKM).yüksək performanslı elastomer seçimdir, lakin o,ultra yüksək tozsoran təmiz dərəcəliməhsul.
   • Vakuum tələbi bir qədər aşağıdırsa (məsələn, yüksək vakuum) və temperatur diapazonu 250°C daxilindədirsə,Flüorokarbon kauçuk (FKM).biriqtisadi və praktikdirseçim.
2. .Dizayn və Quraşdırma Əsas Nöqtələri:​.
   • .Səth keyfiyyəti:Thesəthi pürüzlülük (Ra).sızdırmazlıq səthinin olması vacibdir. Metal möhürlər üçün adətən Ra ≤ 0,8 μm və ya daha aşağı tələb olunur. Elastomer möhürlər üçün daha yüksək bitirmə (Ra ≤ 0,4 μm) aşınma və potensial sızma nöqtələrini azaltmağa kömək edir.
   • .Sıxılma nisbətinə nəzarət:Thesıxılma nisbətiQuraşdırma zamanı sızdırmazlıq halqasına ciddi nəzarət edilməlidir. Həddindən artıq sıxılma daimi deformasiyaya və ya zədələnməyə səbəb ola bilər, qeyri-kafi sıxılma isə sızmaya səbəb olur.
   • .Uniforma bərkidilməsi:işə götürməksimmetrik, çox boltun bərkidilməsi ardıcıllığısızdırmazlıq səthinin əyilməsinin və ya təhrif edilməsinin qarşısını almaq üçün flanşda qüvvənin bərabər paylanmasını təmin etmək.
   • .Pişirmə:Ultra yüksək vakuum sistemləri tez-tez çörək bişirməyi tələb edir. Həmişə təsdiq edin ki, seçilmiş sızdırmazlıq halqası materialısistemin bişirmə temperaturuna tab gətirin.

Xülasə

şərtləri altındaotaq temperaturu 250°C, maqnit sahəsinin olması və ultra yüksək vakuum tələbi,oksigensiz mis metal möhürlər(xüsusilə Conflat flange və ya yay enerjili konfiqurasiyalarda) öz xüsusiyyətlərinə görə adətən ən etibarlı və əsas texniki həll kimi qəbul edilir.son dərəcə aşağı qaz buraxma dərəcəsi, əla yüksək temperatur müqaviməti və qeyri-maqnit xüsusiyyətləri. Elastomerlər sistem dizaynı və ya aşındırıcı mühitlə işləmə ehtiyacı səbəbindən zəruridirsə, o zamanPerfluoroelastomer (FFKM).Bu həddindən artıq tələblərə eyni vaxtda cavab verə bilən yeganə elastomer materialdır, lakin onun yüksək qiymətinə hazır olmaq lazımdır.

Yekun seçim hərtərəfli güzəştə əsaslanmalıdırspesifik vakuum səviyyəsinin göstəriciləri, büdcə, sistem strukturu və texniki xidmət və etibarlılıq tələbləri. Bütün hallarda, texniki məsləhət və peşəkar sızdırmazlıq komponentləri təchizatçılarının dəstəyinə üstünlük verilməlidir.