粗糙表面的气体密封性能研究探讨

粗糙表面的气体密封性能研究探讨粗糙表面的气体密封性能研究探讨 随着我国国家经济与现代工业的发展 气体密封技术工程 在工业生产中发挥着越来越重要的作用 同时 气体密封的可 靠度对尖端武器运行的安全性和可靠性也越来越关键 本文主 要是从粗糙表面形貌的测量 粗糙表面的计算机模拟与气体密 封间隙流动的数值模拟以及粗糙表面形貌对气体密封性的影响 三大方面来对粗糙表面的气体密封性能这一课题进行相关的研 究 希望能促进气体密封性这一工程在我国现代工业中的运用 以防止气体泄漏现象对工业生产和武器设备运行带来的损失 随着社会发展的进步 高密封性能的气体在国防工业和现 代工业发展中的重要性越来越突出 要想实现国防工业高安全 性的要求以及现代工业的高质量发展 必须要对气体的泄漏率 有明确的规定 当期我国对气体密封性的保持主要是通过采取 模量差别较大的两种材料以及采用贵金属面进行直接密封两种 方式 而这两种密封方式的应用都要求我们对密封面的粗糙度 以及相关的技术参数和密封的载荷关系进行相关的研究 因此 笔者认为 对粗糙表面的气体密封性能这一课题进行研究对我 国当前国防工业的应用与现代工业技术的发展具有非常重要的 实际意义 粗糙表面形貌的测量 对粗糙表面的气体密封性能进行研究首先需要对粗糙表面 进行精度的测量 以利于接下来气体密封性的数值模拟 具体 来说 当前主要有两种测量的技术 1 1 sem 技术 即扫描电子显微镜技术 主要由四个部分组 成 电子枪 聚光单元 扫描单元 探测单元 首先是由电子 枪来发射电子 并且在微区内呈现出散射的形状 其次 在阴 阳极的加速电压下 电子束射向镜筒并组成聚光单元 且这些 束流的电子探针会到达样品的表面 接下来这些样品表面的电 子会和样品表面的原子产生碰撞 产生电压信号 且通过对电 子束的控制来对样品的表面进行扫描 最后 样品表面的信息 在经过探测单元的相关处理后会在显示器上形成样品的图像 1 2 afm 技术 即原子力显微镜 这种测量技术主要是通过 被测的样品和探针之间的原子力来进行物质表面形貌信息的获 取 先将弹性微悬臂的一端进行固定 另一端保持一个微小的 针尖 通过样品的表面和针尖的接触来对样品进行扫描 再通 过光学的检验法来获得微悬臂在扫描点上的位置 以此来获得 样品的表面形貌 粗糙表面形貌对气体密封性的影响 由以上的数据计算与数据分析我们可以得出粗糙表面形貌 与气体密封性的具体关系 并得出以下一些结论 这些结论在 粗糙表面气体密封性能的相关工程具有非常重要的应用价值 2 1 密封面的密封压力相当于气膜的平均压力与粗糙面的接 触压力之和 因此 当膜厚比较小时 密封的压力主要是决定 于粗糙度的接触压力 如果粗糙度的接触压力影响比较小 则 气膜的压力影响就会更大 2 2 可以通过适当地减少密封接触面的宽度来提高气体密封 的质量 但是要注意如果密封的宽度过于小的话不但会降低密 封的可靠度 也可能会破坏整体的结构 因此 在实际的工程 应用中 求取最优化的密封面宽度非常重要 2 3 由以上可知 在获取了密封件的表面的粗糙形貌之后 我们就可以大致地了解其具体的密封性能 因此 在知道要满 足的密封性能的相关指标以后 我们也可以反过来对密封件的 表面进行具体的设计 以满足相关的工程需要 由以上可以看到 气体密封性能在当前我国工业的发展中 具有非常重要的应用价值