Цель - исследование возможности снижения утечек в уплотнениях с герметизирующим металлическим кольцом (на примере вакуумного фланцевого соединения стандарта ConFlat) путем нанесения на поверхность кольца покрытия из мягкого металла ионно-плазменным способом. Покрытие наносилось при помощи оригинального ионно-плазменного источника с жидким анодом. Уплотнительные кольца для соединения CF40 испытывались на герметичность на сверхвысоковакуумном стенде с масс-спектрометрическим квадрупольным газоанализатором XT-100M, настроенным на контроль натекания гелия в вакуумную камеру стенда. Экспериментально установлено, что при повторном использовании уплотнительного кольца с нанесенным на его поверхность медным покрытием уменьшается величина натекания. Получены микроснимки поверхности кольца на сканирующем электронном микроскопе. Нанесение слоя мягкого металла на контактные поверхности однократно использовавшегося металлического кольца не только восстанавливает ее герметизирующие свойства, но и уменьшает натекание по сравнению с новой прокладкой. Эффект обеспечивается формированием плотного контакта твердого металла фланцевых клиньев с выровненной поверхностью пластичного покрытия по всей длине окружности, восстановленной благодаря сглаживанию впадин на кольце, которые образовались при предшествующей затяжке фланцевого соединения.
The purpose of the work is to study the possibility of reducing leakages in the seals with metal O-rings (on example of a vacuum flange joint of the ConFlat standard) by ion-plasma sputtering deposition of a soft metal on the ring surface. The coating was applied using an original ion-plasma source with a liquid anode. The hermeticity of sealing o-rings of the CF40 joint was tested on an ultrahigh vacuum test bench with a XT-100M mass spectrometer quadrupole gas analyzer tuned to control the in-leakage of helium in the test bench vacuum chamber. Conducted experiments allowed to determine that the amount of in-leakage decreases under the reusing of a sealing ring sputtered with a copper coating. Ring surface micrographs were obtained using a scanning electron microscope. Sputtering deposition of a soft metal layer on the contact surfaces of a single-used metal ring restores surface sealing properties as well as reduces in-leakage as compared to a new liner. The effect is provided by the formation of a tight contact of the flange wedge solid metal with the surface of the plastic coating leveled along the entire circumference, which was restored by smoothing ring cavities formed during the previous tightening of the flange joint.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.