真空密封连接器为什么不用橡胶圈：玻璃烧结的真实作用_技术支持

真空设备上的连接器，密封方式和普通防水连接器完全不同。防水靠橡胶圈压紧，真空不行——橡胶在真空环境里自身就是个问题。

橡胶圈在真空下的三个问题

第一是放气。橡胶配方里的增塑剂、硫化残余物在低压下会慢慢挥发，成为真空系统的气源。真空度越高，抽得越久，这个影响越明显——它会让系统始终达不到目标真空度。

第二是冷流。橡胶在持续压力下会发生塑性变形，压紧量随时间衰减。开始是密封的，一两个月之后压紧力不够了，开始微漏。

第三是温度限制。多数橡胶的长期工作温度上限在一百五十到两百摄氏度，而真空设备经常要烘烤——烘烤是为了加速脱气，温度往往在一百五十度以上，橡胶撑不住。

玻璃烧结密封的做法是：把金属接触件放进玻璃预制件中，高温下玻璃熔融并与金属表面浸润结合，冷却后形成一体化结构。气体要穿过这个界面，单一的路径是玻璃本体或者玻璃与金属的界面，两者都是致密的。

关键在于两种材料的热膨胀系数要匹配。如果金属收缩比玻璃快，冷却后金属会把玻璃"箍"紧，产生压应力，这是有利的；如果反过来，界面会受拉，容易产生微裂纹。所以烧结用的金属通常是可伐合金或者特定牌号的不锈钢，不是随便什么材料都能烧。

合格的玻璃烧结密封件，泄漏率可以做到1×10的负9次方帕立方米每秒这个量级甚至更低，而且能承受两百摄氏度以上的烘烤，能长期保持。这是橡胶密封完全做不到的。

但烧结件也有它的限制：一是尺寸受限，一次烧结的接触件数量不能太多，芯数高了良率下降；二是不能承受大的机械冲击，玻璃是脆性的，摔一下就废；三是成本高，工序多、周期长。

判据是真空度要求：如果系统要求优于1×10的负3次方帕，并且要长期维持，就该用烧结密封。如果只是粗真空——比如真空吸附、真空包装——橡胶密封足够，没必要上烧结件。

另外一个判据是温度。需要烘烤除气的系统必须用烧结，因为烘烤温度超过橡胶的耐受上限。

烧结件本身气密，但它装到法兰上之后，法兰面还是需要密封。这一段通常用金属密封圈——无氧铜垫圈或者氟橡胶圈，取决于真空度和烘烤要求。

金属密封的做法是用软金属垫在法兰之间，靠螺栓压紧使金属产生塑性变形填满微观不平。这种密封能承受高温，但只能一次性使用——拆开之后垫圈要换新的。这是真空系统和普通设备维护习惯很不一样的地方。

我们的CF法兰玻璃烧结真空密封插座和KF法兰真空密封连接器都采用玻璃烧结结构，出厂逐只做氦质谱检漏并附数据。提供真空度、烘烤温度、芯数和电流要求，可以匹配具体型号。