[发明专利]可拆卸式高温超高真空隔离密封装置

说明书

本发明涉及真空技术，具体地说是一种用于高温超高真空系统中的可拆卸式隔离密封装置。

高温超高真空隔离密封是高温气相氢渗透技术中的关键技术，它要求在高温状态下两个腔室之间，以及两个腔室与大气之间都达到超高真空(10^-6pa以上)密封，而且样品要便于更换。文献中已公开的密封装置有：1.焊接密封，这种密封装置，其缺点为样品焊缝附近总有一定热影响区，会使这一区域样品组织发生变化，影响氢渗透；样品表面不易进行抛光与电镀等处理；有效氢渗透面积不易测量；焊接过程麻烦，费时，实验周期长等。2.垫圈密封，它是把平面试样或带刀口平面试样与一个或2个铜垫圈一起夹于两个不锈钢刀口法兰之间，这种密封装置一般只适用于硬度较低的试样，且真空度只能达到10^-3-10^-4pa，达不到超高真空密封；由于带刀口样品加工较困难，厚度受到限制，样品加工后也不易进行抛光之类的处理，因此使用也受到限制。申请号为us4919291的美国专利，是在铜管内表面电镀0.7μm厚的一层金，用力压扁铜管一端，则压扁部份的内表面(室温或低温下)便自焊在一起，实现管内管外的真空密封；这是一种死密封装置，即密封后无法再打开，而且它只适用于对净态真空容器的密封。

本发明的目的是针对上述存在的缺点，提供一种易于样品表面处理，卸装方便，真空密封效果好的装置。

本发明的目的是采用如下方案实现的：

它包括一个平面试样、两个法兰和两个金属垫圈，其特征在于：放置在两不锈钢直角法兰凹凸台间的是，每面附加一金丝圈的周边整齐的平面圆片试样。圆片试样的边沿附近不得有缺口、裂纹或重划痕，表面光洁度8以上；金丝圈为焊接而成，焊接接头应无明显突出；直角法兰密封口光洁度为8。

本发明给出的密封装置具有如下优点：密封操作简单方便，缩短了实验周期，提高了工作效率，更换一次样品一般只需一个小时，实验人员可独立完成。密封性能可靠，经检查此种密封装置漏率小于5×10^-9pa·l/s，可抽至10^-8pa极限真空度，可长时间反复加热到450℃，短时间加热到600℃而不漏气。便于样品表面加工与表面处理，平面试样可以很容易地通过冷轧、研磨、线切割等工艺制得。这种密封装置对样品表面毫无损伤，便于精确测量样品的有效暴露面积，克服了焊接密封焊缝热影响区的影响。应用范围广，适用于密封各种金属及合金样品。

附图为本发明的密封装置示意图。

图中的1为法兰，2为试样，3为金丝圈。

在实施过程中，首先根据实验要求和样品材料类型，确定圆片试样的直径，再根据样品尺寸设计不锈钢超高真空直角法兰，密封口光洁度为8。金丝圈外径同法兰密封口直径，由Φ1mm纯金丝焊接而成；也可采用银丝焊成。密封法兰按常规超高真空部件加工，除油清洗后用氩弧焊焊于系统中。试样可根据密封要求或试验要求，选用不锈钢或合金钢、铁等金属片。试样通常采用冷轧或磨床加工成0.1～1.0mm厚薄板，然后用线切割加工成所需尺寸的圆片，故试样的厚度为0.1-1.0mm。注意，试样周边要整齐，边沿附近不得有缺口、裂纹或重划痕。金丝圈焊接头处不得有明显突出，焊接直径稍小于设计直径。

安装前需进行的准备是试样抛光：先用水砂纸将试样两面磨光到8左右，然后电解抛光。试样电镀(氢渗透所需要)：试样抛光后用无水乙醇彻底清洗，立即置于镀杯内双面镀钯，厚度0.1μm。金丝圈退火与整形：用酒精灯给金丝圈退火，然后在专用模具上整形，使其外径达设计值。清洗：用脱脂棉和无水乙醇擦洗密封法兰密封口及金丝圈，注意不得残留棉纤维。

安装时，用清洁的不锈钢摄子，先将一只金丝圈置于法兰密封口内，然后放入圆片试样，再置放一只金丝圈，紧固两个法兰，使金丝圈压扁至0.4～0.6mm厚。