什么是真空密封?
真空密封是一种利用被称为磁流体的液体被磁铁吸引的特性的密封装置。
磁流体虽然具有流体,但它像铁砂一样被磁铁吸引。通过将磁性流体与磁体保持在真空密封中,连接部分和装置之间的间隙被密封。它可以防止空气、气体和颗粒物进入密封物体,从而保持真空环境。
保持磁流体的力由磁铁的强度(磁力)决定,因此磁力越强,磁流体环的承受压力越大。
真空密封的应用
真空密封用于在生产严格禁止受到杂质、空气或水分污染的产品时保持质量。由于其利用流体磁力的高阻挡效应,因此通常用于需要高真空条件的制造业,例如制造半导体、太阳能电池和智能手机的有机EL面板。
在这些制造过程中,需要制造设备的节能和小型化,真空密封件的应用范围极其广泛。
1. 半导体
在半导体制造中,用于溅射设备、CVD设备、离子注入设备。这些需要具有真空密封的高真空环境,以便形成均匀的薄膜并通过离子注入控制半导体的电性能。
2、太阳能电池
它还用于单晶拉制设备来生产硅锭,这对于生产太阳能电池至关重要。在制造过程中,硅锭在真空中制造,以防止灰尘和污垢等污染以及空气引起的氧化。真空密封用于维持设备内的真空环境。
3. 有机EL
在有机EL中,为了形成有机EL元件的薄膜而进行真空蒸镀时需要真空密封。近年来,随着液晶显示器对有机EL的需求增加,对真空密封的需求也增加。
真空密封原理
真空密封使用一种称为铁磁流体的液体。磁性流体由三种成分组成:磁性纳米颗粒(磁性颗粒)、表面活性剂以及水或油等基液。
通常情况下,磁性颗粒往往会像磁铁一样聚集在一起(尖峰现象),因此通常使用表面活性剂来防止这种情况发生。表面活性剂是极性的,因此极性相同的颗粒会相互排斥。结果,可以产生稳定的磁性流体作为胶体溶液而不会附聚。
此外,除了磁性流体之外,真空密封件还使用永磁体和称为轴的旋转轴。真空密封件具有在高速旋转时进行密封的机构,并且可以防止旋转轴与磁极材料或永磁体之间的接触。与油片不同,固体物体不会相互接触,因此无需担心摩擦。
真空密封结构
密封轴形状的制造尺寸范围广泛,从几毫米的小型产品到几米的大型产品。真空密封由旋转轴和强磁极片组成,两种材料之间的间隙中产生磁场。
通过在该磁场中将磁性流体引导到间隙中,磁性流体形成O形环形状并紧密粘附,从而防止外部侵入。
真空密封的特点
由于转轴与液体接触,因此可以任意旋转,不会对转轴造成磨损。此外,由于磁性流体沿着磁力线封闭间隙,因此不会因压力差而流出,从而可以维持真空环境。
另外,磁力越大,磁性流体形成的环的承受压力越高。通过多级形成环,形成耐高压真空密封,可以承受更大的压力。
磁流体的惰性和低蒸气压的特性也与真空密封的寿命有关。优点是不易变质,可以长期使用,因为它采用了不易反应的磁性流体。