4. 真空腔体密封结构类型
真空腔体的密封结构，本质上是在“可拆卸”与“不可拆卸”、“静止”与“运动”这两组矛盾中做取舍。理解这一点，就能把法兰密封、门封、馈通密封、焊接与钎焊密封放在同一张决策地图上，而不是孤立地记忆它们的名字。本节先建立静密封与动密封的分类框架，再逐一分析各类结构的适用边界，最后给出一份可对照使用的选用判断表。
一、静密封与动密封：先分清“有没有相对运动”
静密封指密封面之间没有宏观相对运动的密封，法兰、门封、馈通中的陶瓷-金属封接、焊接与钎焊都属于此类。动密封则指密封面之间存在旋转、往复或摆动运动，例如样品台旋转轴、闸阀阀杆、机械手穿墙轴。动密封的难度远高于静密封，因为密封件既要贴合运动表面，又要承受摩擦热与磨损，漏率通常比静密封高1～3个数量级。
工程上判断一个位置该用静密封还是动密封，只看一个条件：该界面在设备运行期间是否需要持续或频繁的相对运动。若只是装配时需要拆卸，仍属静密封；若运行中需要转动或移动，则必须按动密封设计。常见误区是把“可拆卸”误认为“动密封”，导致选型时错误地引入旋转轴密封件，反而增加漏点。
二、法兰密封：通用可拆卸静密封的主力
法兰密封依靠螺栓预紧力把O形圈或金属垫片压紧在两道密封面之间。真空法兰常用CF（ConFlat）与KF（KF/NW）两类。CF法兰用无氧铜垫圈，靠刀口切入铜垫实现金属-金属密封，可烘烤至250～400℃，极限真空可达10⁻⁹ Pa量级，适合超高真空。KF法兰用橡胶O形圈，靠中心环定位，装拆快捷，适合10⁻³～10⁻⁵ Pa量级的前级管路与粗真空段。
法兰密封的关键参数是压缩率与螺栓预紧力。以氟橡胶O形圈为例，线径3.53 mm时，沟槽深度通常取2.7～2.9 mm，压缩率约18%～24%；压缩率过低会漏，过高会加速永久变形。螺栓应按对角顺序分2～3次拧紧，避免法兰翘曲。若法兰面有划伤或颗粒，即使压缩率正确也会形成通道漏，因此装配前必须用无尘布加乙醇擦拭密封面。
三、门封：大尺寸、频繁开启的静密封
门封用于腔体舱门、观察窗盖板等需要频繁开启的大尺寸开口。它通常采用整圈O形圈嵌入盖板沟槽，关门时通过铰链与压紧机构提供均匀压紧力。门封的难点不在单点密封，而在于大周长下的压紧力均匀性：门越大，边缘与中心受力差异越明显，容易出现局部压缩不足。
选用门封时，O形圈硬度建议取70 Shore A左右，沟槽宽度略大于线径以容纳压缩变形；若门宽超过400 mm，宜采用多点压紧或气囊式压紧结构。门封材料按工况选择：常规真空用丁腈橡胶或氟橡胶，需要烘烤时改用全金属或金属-橡胶复合密封。门封的漏率通常高于同尺寸法兰，因此高真空腔体常把门封放在低真空段，或在其内侧再加一道金属密封。
四、馈通密封：把电、水、气、运动引入真空
馈通密封是真空腔体与外部世界之间的“接口密封”，包括电馈通、流体馈通、光纤馈通和运动馈通。电馈通常见陶瓷-金属封接结构：陶瓷绝缘子与可伐合金环钎焊，再与法兰焊接，形成气密绝缘通道。流体馈通则用金属管穿过法兰并焊接，或采用O形圈加支撑环结构。运动馈通即动密封，如磁流体密封、波纹管密封和O形圈旋转密封。
馈通选型的核心是同时满足三项指标：漏率、绝缘/耐压、以及是否可烘烤。陶瓷-金属封接馈通漏率可低于1×10⁻¹⁰ Pa·m³/s，耐烘烤至300℃以上；橡胶O形圈馈通成本低、装拆方便，但烘烤温度一般不超过150℃。若馈通同时承担运动功能，应优先考虑波纹管或磁流体结构，避免橡胶件在持续摩擦下快速失效。
五、焊接与钎焊密封：不可拆卸的永久密封
焊接与钎焊密封用于不需要拆卸、且要求极低漏率的部位，如腔体壁板拼接、冷却水管穿壁、陶瓷窗封接。焊接密封通过母材熔化形成连续冶金结合，漏率可达10⁻¹² Pa·m³/s量级；钎焊密封则用熔点低于母材的钎料填充间隙，适合陶瓷与金属、异种金属之间的连接。
焊接密封的边界是“不可拆”和“热影响”。一旦焊死，内部件无法更换；焊接热输入还可能使邻近的O形圈沟槽变形或使已装配的橡胶件过热。因此焊接密封通常安排在装配流程的前段，先完成永久连接，再安装可拆卸密封。钎焊密封需控制钎焊温度与保温时间，避免陶瓷开裂或钎料过度流动堵塞通道。
六、选用边界与常见误判
把上述结构放在一起，可以归纳出四条选用边界。第一，凡运行中需要运动的位置，只能选动密封，且应优先考虑波纹管或磁流体结构，橡胶旋转密封仅用于低转速、低真空场合。第二，需要频繁开启的大开口，选门封，但应控制单圈周长与压紧点数量，必要时在门封内侧增加金属密封作为二级屏障。第三，需要引入电、水、气、光的位置，选馈通密封，并按烘烤温度决定用陶瓷-金属封接还是橡胶O形圈。第四，不需要拆卸且要求极低漏率的位置，选焊接或钎焊密封，并把它们安排在装配流程前段。
常见误判有三种。其一，把KF法兰用于超高真空，忽略橡胶O形圈的放气与渗透，导致极限真空始终达不到10⁻⁷ Pa。其二，把门封当作主密封用于高真空腔体，未考虑大周长下的压缩不均，结果在门边角处出现可复现漏点。其三，在已装配O形圈的腔体上直接进行焊接，热输入使橡胶件碳化，形成隐性漏源。避免这些问题的办法，是在设计阶段就按“运动属性→可拆卸性→工况等级”的顺序逐层判断，而不是先选结构再补参数。