真空知识 | 关于法兰，你想知道的都在这里（二）
scientific vacuum
科学真空
2020年12月，嫦娥五号带着采集到的月球样品成功返回地球并正式交移交给国家天文台。经初步测量，月球样品重1731克。
随着嫦娥五号成功返航，我国成为继美、苏之后第三个采集月球样本的国家。
地外天体采样返回是人类零距离了解宇宙的重要手段。无人探测器上无法携带完善的实验分析设备，人不在场，也无法对样品进行分析。所以，采样返回对于人类了解月球甚至于宇宙来说，是一个不可缺少的阶段。
天体采样样品需进行真空密封，诚然，此次嫦娥五号的月球样品封装装置采用了一种特殊的金属密封技术——橡胶圈和金属刀口的冗余密封技术。但其实金属密封在各行业内的应用非常广泛。
点击下面查看不同类型法兰的介绍：
[ 刀口法兰 ]
刀口法兰具有独特的金属密封系统，实现密封连接。一个铜密封圈被两个刀口法兰向轴向和径向两个方向挤压，法兰刀口迫使铜密封圈变形。这种变形受到垂直法兰壁的限制，法兰壁产生高压并填充表面缺陷，以保证密封性。
如今，市面上最常见的金属密封法兰为两种材质：
304L (non-forged) ，常见商用法兰材料
316LN (forged EFR) ，超高等级的刚度， 硬度高，适用于经常拆卸的法兰，例如快速进样室，MBE的蒸发源等
在欧洲和亚洲，通常使用米制法兰（metric flange），相应的，在适用于米制管材的法兰上使用米制螺纹孔和通孔。而在美国，法兰尺寸通常用英寸，使用统一细牙法兰螺纹（UNF）和通孔与英寸尺寸的管兼容。EDWARDS 可提供以上两种选择。
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[ 超高真空（UHV）密封圈 ]
常见的密封圈材质及其所适应的温度和压强如下图所示：
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由此可见，常见的超高真空密封圈多为铜密封圈，如果真空要求不是很高时，也会使用Viton材质的密封圈。
不同类型的UHV 金属密封圈有各自的特点：
标准的铜密封圈：Commercial Grade Copper Gaskets (CUC) 表面处理后的铜密封圈：High Quality Surface Etched Copper Gaskets (CU) 退过火、用于脆弱法兰的密封圈，如观察窗使用：High Quality Annealed UHV Copper Gaskets (CUA) 镀银密封圈，用于频繁高温烘烤：High Quality Silver Plated Nickel Free Gaskets (CUSP) 氟橡胶密封圈，可重复使用：High Vacuum Viton® Gaskets (VIT Series)
戴上尼龙针织或无尘手套，小心地将密封垫片放在下法兰刀口上，盖上上法兰盘，有检漏口的法兰，应检查保证上下法兰检漏口对齐（如图中检漏点）。 *注意：盖上法兰的时候请对准检漏口再盖上去，盖好之后禁止滑动对齐检漏口。 选择正确长度的螺栓，在螺母一端有平垫片，用手将全部的螺栓预拧紧。 用两个扳手按照图中所示的顺序，交叉拧紧螺栓，所加的扭力可以是1/4或者1/2圈，（视法兰螺丝大小而定）。 *注意：请勿直接将螺栓拧的很紧，给力应该是逐次递进，直到所要求的扭矩即可 拆卸螺栓也按照图示顺序，逐次拧松。 若有六个以上的螺栓，原理同上。