真空角阀 | 如何避免选型错误？看这一篇就够了

真空角阀是真空系统中用于控制气体流向以及隔离气体的关键部件，常用于抽气系统和排气管路之间的连接，其直角结构设计可优化管道布局并节省空间，广泛应用于薄膜沉积、光学镀膜、干法刻蚀、离子注入、电子束焊接、真空模拟、真空包装等多种工艺流程和设备之中。这要求角阀需在高真空、腐蚀性环境或jiduan温度下保持可靠密封和稳定运行。关于角阀的选型需结合工况需求、介质特性及环境条件，以实现性能、寿命与成本的最佳平衡。

日扬科技-高真空二段式角阀

角阀选型时首先考虑的是明确自己的工况需求和核心参数，包括真空度、洁净度以及漏率要求，这是基本要求不可忽视。应用场景举例：

半导体光刻（EUV）：需超高真空（UHV）+ ISO3级洁净度 + 漏率<10⁻¹⁰ Pa·m³/s 。

真空包装机 ：仅需粗真空 + ISO8级洁净度 + 漏率<10⁻⁴ Pa·m³/s 。

从粗真空到jigao真空，压力跨度为 10^5Pa∼<10^−10Pa，需根据工艺压力范围选型。

从ISO9级到ISO1级，颗粒控制逐级严格，半导体/生物领域部分制程要求最高（ISO4级以上）。在阀门选型时也可以要求阀门在规定等级的无尘室内生产，以符合自己制程洁净度的要求。

从常规密封到jiduan密封，可选择从O-ring橡胶圈到全金属无氧铜垫片，漏率越低，阀门加工精度和密封技术越复杂。

角阀选型时建议明确工作环境中阀门需要面临的三大“压差"范围，切忌将普通角阀当做破气阀使用，由于不同角阀内部波纹管焊接工艺不同，密封方式不一样（橡胶圈或无氧铜等），不同压差的环境下阀门材料形变和工艺稳定性会受到严重影响。

1.开启方向压差 ：

指阀门开启瞬间需要克服的压差方向，通常为介质压力推动阀瓣打开的方向，驱动机构克服密封力使阀门开始动作的最小压差。在真空系统中，若开启压差过高可能导致系统抽气效率下降。

2.关闭方向压差 ：
指阀门关闭状态时密封面所承受的压差 ，即介质压力试图顶开阀瓣的方向。

3.开启前最大允许压差

指阀门在未开启状态时允许承受的最大压差 ，超过此值可能导致：波纹管失稳、密封失效或者阀杆卡死。考虑到jiduan工况一般建议最大允许压差需远大于实际工作压差范围。

角阀选型时，需要明确在真空系统中制程反应的主要介质是什么，是否涉及腐蚀性、毒害性、易燃易爆性气体以及是否有反应副产物析出，制程介质的不同，直接影响阀门材料、涂层、漏率、密封方式、表面处理工艺以及特殊设计的选择。例如比较典型的抗腐蚀特氟龙涂层以及带电解抛光的阀门。

真空阀门的驱动方式一般分为手动、气动和电动，角阀由于属于挡板阀，大多是采用手动和气动方式驱动，这需要综合预算、是否高频次操作、是否需要高精度/远程控制、是否需要耐高低温等等因素去考虑。

        手动驱动                     气动驱动               电气驱动

关于真空角阀的材料选择，一般有304/316L不锈钢（经济且耐腐蚀）、铝合金（不耐腐蚀但更经济）、钛合金（成本高但适用jiduan环境）等等，其中不锈钢适用绝大多数真空环境。阀门的表面处理工艺也需要纳入考虑范围之内，一般采用的有电解抛光、阳极氧化以及特殊涂层处理，针对不同制程有不同的方案。

Y形阀+不锈钢抛光        铝合金+阳极氧化       不锈钢+铝合金

阀门的接口尺寸一般考虑对接的目标管路管径尺寸，接口类型一般分为CF、KF和ISO，对应同类型的法兰进行管路连接。

KF：快速拆装，低成本，密封圈密封、适合普通真空系统。

CF：超高真空专用，金属刀口密封、密封性zuiqiang，常用于半导体与物理实验室。

ISO ：覆盖中到大口径，平衡性能和成本，如真空炉管道。

        ISO法兰                    CF法兰                    KF法兰

在真空角阀选型时，需要权衡不同配置的成本效益。即在项目预算范围内寻找合适的方案。例如预算有限且应用场景不严苛的话，选择铝合金材料、手动驱动、KF接口；如果制程环境要求高，可能需要考虑不锈钢、气动或电动驱动、CF法兰、无尘车间生产、特殊涂层等等。

除此之外，阀门的日常保养和维护也至关重要，主要涉及到清洁、调试、更换零件等运维成本。例如制程环境较脏的情况，要求阀门有可快速拆卸的设计。一些重要制程例如半导体薄膜沉积需要预防设备意外停机，给阀门加装传感器监测阀门状态就很有必要，半导体阀门前期选型时关注电解抛光处理、无尘室出产带来的额外成本支出，可将颗粒污染降低多个数量级，减少后期巨额维护成本。