Герметичная печать - Hermetic seal

«Герметичный» перенаправляется сюда. Для герметичного хранения продуктов см. Вакуумная упаковка. Для использования в других целях см. Герметичный (значения).
Для других вариантов использования «герметика» см. герметичный (значения).

А герметичная печать любой тип уплотнения, который делает данный объект герметичный (предотвращение прохождения воздуха, кислорода или других газов). Первоначально этот термин применялся к герметичной стеклянной таре, но по мере развития технологий он стал применяться к более широкой категории материалов, включая резину и пластмассы. Герметичные уплотнения необходимы для правильной и безопасной работы многих электронных и медицинских изделий. Технически используется в сочетании с конкретным Метод испытания и условия использования.

Этимология

Слово герметичный происходит от греческого бога Гермес, через словарь алхимия. Алхимики изобрели процесс изготовления воздухонепроницаемой стеклянной трубки, которую они использовали для дистилляция. В процессе использовалась секретная печать, изобретение которой было приписано вдохновению алхимии. Гермес Трисмегист.

Использует

Герметичный аккумулятор

Некоторые виды упаковка должны обеспечивать защиту от потока газов, например, упаковки для некоторых пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, химикатов и потребительских товаров. Этот термин может описывать результат некоторых консервирование продуктов питания практики, такие как вакуумная упаковка и консервирование. Упаковка материалы включают стекло, алюминиевые банки, металл фольги и газонепроницаемые пластмассы.

Некоторые здания спроектированы с устойчивая архитектура принципы могут использовать герметичные технологии для экономить энергию. Под некоторыми низкоэнергетическое здание, пассивный дом, низкоэнергетический дом, самодостаточные дома, здание с нулевым потреблением энергии, и суперизоляция Согласно стандартам, конструкции должны быть более герметичными, чем другие меньшие стандарты. Воздушные барьеры не эффективны, если строительные швы или служебные проходы (отверстия для труб и т. Д.) Не загерметизированы. Герметичность это мера количества теплого (или холодного) воздуха, который может пройти через конструкцию. Система механической вентиляции может регенерировать тепло перед выпуском воздуха наружу. Зеленые здания могут включать окна, сочетающие тройное теплоизоляционное остекление с аргон или же криптон газ для уменьшения теплопроводность и увеличить эффективность. В пейзаж и внешних строительных проектов, герметичные уплотнения могут использоваться для защиты общих служб и ландшафтное освещение электрические соединения / стыки. Герметичность подразумевает водонепроницаемость и паронепроницаемость.

Применения для герметизации включают: полупроводниковая электроника, термостаты, оптические устройства, МЭМС, и переключатели. Электрические или электронные части могут быть герметично закрыты для защиты от водяной пар и инородные тела для поддержания надлежащего функционирования и надежности.

Герметичное уплотнение для герметичных условий используется в архивирование важные исторические предметы. В 1951 г. Конституция США, Декларация независимости США, и Билль о правах США были герметично закрыты гелий газ в стеклянных витринах, размещенных в Национальный архив США в Вашингтон, округ Колумбия.. В 2003 году их перевели в новые стеклянные витрины, герметично закрытые аргоном.[1]

Виды эпоксидных герметиков

Типичные эпоксидные смолы имеют кулон гидроксил (-ОН) группы вдоль своей цепи, которые могут образовывать связи или сильное полярное притяжение к оксидным или гидроксильным поверхностям. Большинство неорганических поверхностей, то есть металлов, минералов, стекла, керамики, имеют полярность, поэтому они обладают высокой поверхностной энергией. Важным фактором в определении хорошей адгезионной прочности является то, близка ли поверхностная энергия основы к поверхностной энергии затвердевшего клея или превышает ее.

Определенный эпоксидные смолы и их процессы могут создавать герметичное соединение с самой медью, латунью или эпоксидной смолой с аналогичными коэффициенты теплового расширения, и используются при изготовлении герметичных электрических и волоконно-оптических герметичных уплотнений. Эпоксидные герметичные уплотнения могут использоваться в герметичных уплотнениях для низкого или высокого вакуума или давления, эффективно уплотняя газы или жидкости, включая газообразный гелий, до очень низких скоростей утечки газообразного гелия, аналогичных стеклу или керамике. Герметичные эпоксидные уплотнения также обеспечивают гибкость конструкции, заключающуюся в герметизации проводов или штифтов из медного сплава, вместо гораздо менее проводящих Ковар штыревые материалы, необходимые для стеклянных или керамических герметичных уплотнений. При типичном диапазоне рабочих температур от -70 ° C до + 125 ° C или 150 ° C эпоксидные герметичные уплотнения более ограничены по сравнению со стеклянными или керамическими уплотнениями, хотя некоторые герметичные эпоксидные конструкции способны выдерживать температуру 200 ° C.

Соответствующие межмолекулярные уплотнения

Виды стеклометаллических герметичных швов

Когда стекло и металл, которые герметично закрываются, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения, «согласованное уплотнение» получает свою прочность за счет связи между стеклом и оксидом металла. Этот тип герметичного уплотнения стекло-металл является более слабым из двух типов и обычно используется для применений с низкой интенсивностью, таких как цоколи ламп.[2]

Герметичный проход компрессора - компрессионное уплотнение стекло-металл
Компрессионные уплотнения стекло-металл

«Компрессионные уплотнения» возникают, когда стекло и металл имеют разные коэффициенты теплового расширения, так что металл сжимается вокруг затвердевшего стекла при его охлаждении. Компрессионные уплотнения выдерживают очень высокое давление и используются во множестве промышленных применений.

По сравнению с эпоксидными герметичными уплотнениями, соединения стекло-металл могут эксплуатироваться при гораздо более высоких температурах (250 ° C для компрессионных уплотнений, 450 ° C для согласованных уплотнений). Однако выбор материала более ограничен из-за ограничений теплового расширения. Процесс герметизации выполняется при температуре примерно 1000 ° C в инертной или восстановительной атмосфере, чтобы предотвратить изменение цвета деталей.[3]

Герметичные уплотнения керамика-металл

Обожженная керамика уплотнители - альтернатива стеклу. Керамические уплотнения превосходят конструктивные барьеры между стеклом и металлическими уплотнениями благодаря превосходным герметичным характеристикам в средах с высокими нагрузками, требующих прочного уплотнения. Выбор между стеклом и керамикой зависит от области применения, веса, теплового решения и требований к материалам.

Герметизация посуды

Уплотнение твердых тел

Стопор конического соединения с уплотнительным кольцом из ПТФЭ. Оптическая прозрачность узкого уплотнительного кольца, прижатого стыком стекла (справа).

Стеклянные конические стыки можно герметично закрыть PTFE уплотнительные кольца (высокий вакуум, степень утечки воздуха 10−6 мБар * л / сек и ниже),[4] уплотнительные кольца (опционально герметизированные уплотнительные кольца) или втулки из ПТФЭ,[5] иногда используется вместо смазывать которые могут раствориться в загрязнениях. Лента из ПТФЭ, Нить из смолы ПТФЭ и воск - другие альтернативы, которые находят широкое применение, но требуют небольшой осторожности при намотке на соединение, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.

Смазка

Основная статья: Консистентная смазка (смазка) § Лабораторная смазка
Смазка применяется для смазки стеклянных кранов и стыков. Некоторые лаборатории заполняют их шприцы для легкого применения. Два типичных примера: слева - Krytox, смазка на основе фторэфиров; Справа - высоковакуумная смазка на силиконовой основе от Dow Corning.

Тонкий слой смазывать изготовленные для этого применения, могут быть нанесены на соединяемые поверхности шлифованного стекла, а внутреннее соединение вставляется во внешнее соединение таким образом, чтобы поверхности шлифованного стекла каждой находились рядом друг с другом для соединения. Помимо герметичного соединения, смазка позволяет впоследствии легче разъединить два соединения. Потенциальным недостатком такой смазки является то, что при использовании на лабораторная посуда в течение длительного времени в высокотемпературных приложениях (например, для непрерывная перегонка ), смазка может со временем загрязнить химикаты.[6] Также, реагенты может вступить в реакцию со смазкой,[7][8] особенно под вакуум. По этим причинам рекомендуется нанести небольшое кольцо смазки на толстый конец конуса, а не на его кончик, чтобы он не попал внутрь стеклянной посуды. Если при стыковке смазка размазывается по всей поверхности конуса, значит, использовалось слишком много. Использование пластичных смазок, специально разработанных для этой цели, также является хорошей идеей, поскольку они часто лучше уплотняются в вакууме, более густые и с меньшей вероятностью вытекут из конуса, становятся текучими при более высоких температурах, чем Вазелин (обычный заменитель) и химически более инертны, чем другие заменители.

Уборка

Стыки шлифованного стекла прозрачны, когда физически свободны от мусора и чистые. Растворители, реакционные смеси и старая смазка проявляются в виде прозрачных пятен. Жир можно удалить, протерев его подходящим растворителем; эфиры, метиленхлорид, ацетат этила, или же гексаны хорошо работать для силикон - и углеводород смазки на основе. Фторэфир консистентные смазки устойчивы к воздействию органических растворителей. Большинство химиков просто вытирают их, насколько это возможно. Однако некоторые фторированные растворители могут удалить фторэфирные смазки, но они дороже, чем лабораторные растворители.

Тестирование

Стандартные методы испытаний доступны для измерения скорость пропускания паров влаги, скорость передачи кислорода и др. упаковочных материалов. Однако готовые упаковки включают в себя термосварочные швы, стыки и закрытия, которые часто снижают эффективный барьер упаковки. Например, стакан стеклянная бутылка может иметь эффективный общий барьер, но винтовой крышкой закрытие, а закрывающий вкладыш - нет.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ "Истоки проекта Хартии свободы". 2001-06-25. Получено 2015-11-07.
  2. ^ «Герметичное уплотнение | Стекло-металл-уплотнение | Elan Technology в США». Elan Technology. Получено 2015-12-03.
  3. ^ "Технология сварки стекло-металл | Dietze Group". Dietze Group. Получено 2019-07-01.
  4. ^ Глиндеманн, Д., Глиндеманн, У. (2001). «Безмасляная стеклянная посуда и контейнеры с коническим шарниром, герметично закрывающиеся новым уплотнительным кольцом из ПТФЭ». Fusion (ASGS) 48 (2): 29-33.
  5. ^ Лафборо Гласс Ко., Лтд. (1957 г.). «Втулки для замены смазки в стыках матового стекла». Журнал научных инструментов. 34: 38. Bibcode:1957JScI ... 34 ... 38L. Дои:10.1088/0950-7671/34/1/429.
  6. ^ Роб Тореки (30 декабря 2006). "Соединения стеклянной посуды". Interactive Learning Paradigms Inc.
  7. ^ Хайдук, И., "Силиконовая смазка: случайный реагент для синтеза экзотических молекулярных и супрамолекулярных соединений", Organometallics 2004, том 23, стр. 3-8. Дои:10.1021 / om034176w
  8. ^ Лучиан С. Поп и М. Сайто (2015). «Случайные реакции с участием силиконовой смазки». Обзоры координационной химии. Дои:10.1016 / j.ccr.2015.07.005.