Герметичная пломба - Hermetic seal
Герметичное уплотнение является любым типом уплотнения , что делает данный объект герметичным (предотвращает прохождение воздуха, кислорода или других газов). Первоначально этот термин применялся к герметичным стеклянным контейнерам, 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 его использование указывается в сочетании с конкретным методом испытаний и условиями использования.
Использует
Некоторые виды упаковки должны обеспечивать защиту от потока газов, например, упаковка для некоторых пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, химикатов и потребительских товаров. Этот термин может описывать результат некоторых практик хранения пищевых продуктов , таких как вакуумная упаковка и консервирование . Упаковочные материалы включают стекло , алюминиевые банки , металлическую фольгу и газонепроницаемые пластмассы .
В некоторых зданиях, спроектированных с учетом принципов экологической архитектуры, могут использоваться герметичные технологии для экономии энергии . При некотором низком здании энергии , пассивный дом , энергосберегающий дом , самодостаточных домов , нулевого потенциала энергии и суперизоляцией стандартов, структуры должны быть более герметичны , чем в других меньших стандартов. 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 в себя окна, в которых тройное изоляционное остекление сочетается с аргоном или криптоном для снижения теплопроводности и повышения эффективности . В проектах ландшафтного и внешнего строительства, герметичные уплотнения могут использоваться для защиты электрических соединений / стыков общего обслуживания и ландшафтного освещения . Герметичность подразумевает как водонепроницаемость, так и паронепроницаемость.
Применение герметичного уплотнения включает полупроводниковую электронику , термостаты , оптические устройства , MEMS и переключатели . Электрические или электронные части могут быть герметично закрыты для защиты от водяного пара и посторонних предметов для обеспечения надлежащего функционирования и надежности.
Герметизация для обеспечения герметичности используется при хранении значимых исторических предметов. В 1951 году Конституция США , Декларация независимости США , и Билл США прав были герметично закрыты с гелиевым газом в витринах размещены в Национальном архиве США в Вашингтоне, округ Колумбия , в 2003 году они были перенесены в новые витринах герметичных аргоном .
Виды эпоксидных герметиков
Типичные эпоксидные смолы имеют боковые гидроксильные (-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 отвержденного клея или превышает ее.
Определенные эпоксидные смолы и их процессы могут создавать герметичное соединение с медью, латунью или самой эпоксидной смолой с аналогичными коэффициентами теплового расширения и используются в производстве 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 электропроводящих материалов штифтов Ковара, которые требуются в стеклянных или керамических герметичных уплотнениях. 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.
Типы стеклометаллических герметичных пломб
Когда стекло и металл, герметично закрываемые, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения, «согласованное уплотнение» получает свою прочность от 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.
«Компрессионные уплотнения» возникают, когда стекло и металл имеют разные коэффициенты теплового расширения, так что металл сжимается вокруг затвердевшего стекла при его охлаждении. Компрессионные уплотнения могут выдерживать 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 обесцвечивание деталей.
Герметичные уплотнения керамика-металл
Альтернативой стеклу являются керамические уплотнения с совместным обжигом . Керамические уплотнения превосходят конструктивные барьеры между стеклом и металлическими уплотнениями благодаря превосходным герметичным характеристикам в условиях высоких нагрузок, требующих прочного уплотнения. Выбор между стеклом и керамикой зависит от области применения, веса, теплового решения и требований к материалам.
Герметизация стеклянной посуды
Уплотнение твердых тел
Стеклянные конические соединения могут быть герметично закрыты уплотнительными кольцами из ПТФЭ (высокая герметичность, скорость утечки воздуха 10-6 мбар × л / сек и ниже), уплотнительными кольцами (необязательно герметизированными уплотнительными кольцами) или втулками из ПТФЭ, которые иногда используются вместо смазка, которая может растворяться в загрязнениях. Лента из ПТФЭ, нить из смолы ПТФЭ и воск - это другие альтернативы, которые находят широкое применение, но требуют небольшой осторожности при намотке на стык, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.
Смазка
Тонкий слой смазки, предназначенный для этого применения, можно нанести 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, консистентная смазка позволяет впоследствии легче разъединить два соединения. Потенциальный недостаток такой смазки заключается в том, что при длительном использовании на лабораторной посуде в условиях высоких температур (например, для непрерывной дистилляции ) смазка может со временем загрязнить химические вещества. Также реагенты могут вступать в реакцию со смазкой, особенно под вакуумом . 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, было использовано слишком много смазки. Использование пластичных смазок, специально разработанных для этой цели, также является хорошей идеей, поскольку они часто лучше уплотняются в вакууме, более густые и поэтому с меньшей вероятностью вытекут из конуса, станут текучими при более высоких температурах, чем вазелин (распространенный заменитель), и более эффективны. химически инертен по сравнению с другими заменителями.
Уборка
Соединения шлифованного стекла прозрачны, когда они физически свободны от мусора и чистые. Растворители, реакционные смеси и старая смазка проявляются в виде прозрачных пятен. Жир можно удалить, протерев его подходящим растворителем; простые эфиры , метиленхлорид , этилацетат или гексаны хорошо подходят для смазок на силиконовой и углеводородной основе. Смазки на основе простых фторэфиров невосприимчивы 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 для измерения скорости передачи паров влаги , скорость передачи кислорода и т.д. упаковочных материалов. Однако завершенные упаковки включают в себя термосварочные швы, стыки и закрытия, которые часто снижают эффективный барьер упаковки. Например, стекло стеклянной бутылки может иметь эффективный общий барьер, но крышка с завинчивающейся крышкой и укупорочная прокладка могут не иметь.