真空閥門是在真空系統中用于控制氣流、壓力、流量以及實現真空系統隔離、導通等功能的關鍵部件，其性能直接影響真空系統的運行穩定性、真空度水平和工作效率。根據結構、用途、工作原理等不同維度，真空閥門可分為多種類型，且在眾多行業中有著廣泛且關鍵的應用。

一、真空閥門的主要類型

（一）按結構形式分類

1.閘閥

真空閘閥的閥芯（閘板）沿閥座密封面作直線運動，通過閘板的升降實現閥門的開啟和關閉。它的優點是流道通暢，流體阻力小，密封性能較好，能夠實現全通徑流通，適合在大口徑、高真空度的真空系統中使用，比如在大型真空鍍膜設備的主抽氣管道上，可有效控制大流量氣體的通斷。不過，真空閘閥的結構相對復雜，啟閉時間較長，且對安裝精度要求較高，在一些空間受限或需要快速啟閉的場合適用性較低。

2.球閥

真空球閥的閥芯為球體，通過球體繞閥桿的旋轉來實現閥門的開啟和關閉。當球體的通孔與管道軸線重合時，閥門開啟；當球體旋轉 90°，通孔與管道軸線垂直時，閥門關閉。其突出優勢是結構緊湊，體積小，啟閉迅速，操作方便，密封性能可靠，而且流阻小，維護簡單。在半導體行業的真空輸送管道中，常用于快速切斷或導通氣體，保障半導體芯片制造過程中氣體供應的精準控制。但真空球閥的通徑受球體加工工藝限制，大口徑真空球閥的制造難度較大，成本較高。

3.蝶閥

真空蝶閥的閥芯為圓盤狀（蝶板），圍繞閥桿在閥體內旋轉，通過蝶板的旋轉角度來控制閥門的開度，從而調節氣體流量或實現通斷。它具有結構簡單、重量輕、安裝空間小、成本低等特點，而且啟閉力矩小，操作靈活。在真空干燥設備的排氣管道上，可根據干燥過程的需求，方便地調節排氣量，保證設備內部的真空環境穩定。不過，真空蝶閥的密封性能相對閘閥和球閥較差，在超高真空系統中應用較少，且蝶板的存在會產生一定的流阻，不適用于對流量控制精度要求非常高的場合。

4.截止閥

真空截止閥的閥芯（閥瓣）沿閥座的軸線作升降運動，依靠閥瓣與閥座的緊密貼合實現密封。它的優點是結構簡單，制造和維修方便，密封性能較好，能夠實現精確的流量調節，在真空系統中常用于控制小流量氣體的通斷和調節，比如在真空規管的連接管道上，可精確控制進入規管的氣體流量，保證真空度測量的準確性。但真空截止閥的流道曲折，流體阻力大，啟閉速度較慢，在大流量、高真空度的主管道中應用較少。

（二）按用途分類

1.隔離閥

隔離閥的主要用途是將真空系統的某一部分與其他部分或大氣進行隔離，防止氣體在不同區域之間串流，保證系統各部分能夠獨立運行或進行維護檢修。它要求具有非常高的密封性能，在關閉狀態下能夠有效阻止氣體泄漏。除了上述提到的真空閘閥、球閥、截止閥可作為隔離閥使用外，還有專門設計的真空插板閥，其通過插板的平移實現密封，密封性能優異，常用于超高真空系統中關鍵部位的隔離，如在大型粒子加速器的真空腔體與抽氣系統之間，可實現可靠隔離，便于對腔體進行維護。

2.流量控制閥

流量控制閥用于調節真空系統中氣體的流量，以滿足系統不同工作階段對氣體流量的需求，保證系統的工藝參數穩定。除了真空蝶閥可用于流量調節外，還有真空節流閥，它通過改變閥芯與閥座之間的流通面積來精確控制氣體流量。在真空鍍膜工藝中，需要精確控制鍍膜材料蒸發所需的氣體流量，流量控制閥就發揮著關鍵作用，可根據鍍膜要求實時調節氣體流量，確保鍍膜質量均勻一致。

3.止回閥

止回閥又稱逆止閥，其作用是防止真空系統中的氣體倒流，保證氣體只能沿一個方向流動。它依靠氣體的壓力差自動開啟和關閉，當氣體順向流動時，壓力差推動閥芯開啟，允許氣體通過；當氣體逆向流動時，閥芯在壓力差的作用下關閉，阻止氣體倒流。在真空系統的輔助抽氣管道上，如在機械泵與羅茨泵之間安裝止回閥，可防止羅茨泵停止工作時，高壓側的氣體倒流入機械泵，保護機械泵的正常運行，延長其使用壽命。

4.放空閥

放空閥用于在真空系統停止工作或需要破壞真空時，向系統內充入大氣或惰性氣體，使系統內的壓力恢復到大氣壓水平，方便進行設備維護、檢修或更換工件等操作。放空閥通常安裝在真空系統的腔體或管道的合適位置，要求開啟和關閉靈活，且具有一定的流量調節能力，以控制充氣速度，避免因充氣過快對系統內部部件造成沖擊。在真空熱處理爐中，熱處理完成后，通過放空閥向爐內充入惰性氣體，可防止工件氧化，同時使爐內壓力恢復正常，便于打開爐門取出工件。

（三）按工作原理分類

1.手動閥

手動閥通過人工操作手柄、手輪或扳手等機構來實現閥門的啟閉和調節。它的結構簡單，成本低，操作可靠，適用于操作頻率較低、對啟閉速度要求不高的真空系統。在一些小型實驗室用真空設備中，如小型真空干燥箱、真空蒸餾裝置等，手動閥得到了廣泛應用，操作人員可根據實驗需求手動控制閥門的狀態。但手動閥的操作效率較低，無法實現自動化控制，在大型、復雜或需要遠程控制的真空系統中應用受限。

2.氣動閥

氣動閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸驅動閥芯運動，實現閥門的開啟和關閉。它具有啟閉速度快、動作可靠、操作方便等優點，易于實現自動化控制和遠程操作，適合在大型真空系統或需要頻繁啟閉閥門的場合使用。在半導體晶圓制造的自動化生產線中，大量采用氣動真空閥門，通過控制系統發出的信號，可精確控制氣動閥的動作，實現晶圓傳輸、工藝氣體供應等環節的自動化操作。不過，氣動閥需要配備壓縮空氣源和相應的氣動控制元件，系統復雜度和成本相對較高，且在無壓縮空氣供應的場合無法使用。

3.電動閥

電動閥以電動機為動力，通過減速機構帶動閥芯運動，實現閥門的啟閉和調節。它具有控制精度高、可實現遠程控制和自動化控制、無需壓縮空氣源等優點，適用于對控制精度要求較高、需要進行復雜程序控制的真空系統。在大型真空模擬實驗設備中，如空間環境模擬艙，需要精確控制多個閥門的啟閉順序和開度，以模擬不同的空間環境條件，電動閥就能夠滿足這些復雜的控制要求。但電動閥的結構相對復雜，制造成本較高，啟閉速度相對氣動閥較慢，在一些對啟閉速度要求非常高的場合適用性較低。

二、真空閥門的應用領域

（一）半導體行業

在半導體芯片制造過程中，從晶圓的清洗、光刻、蝕刻到薄膜沉積等各個工藝環節，都需要在高真空或超高真空環境下進行，以防止雜質氣體對芯片質量產生影響。真空閥門在半導體行業中有著廣泛的應用，如隔離閥用于隔離不同的工藝腔體和抽氣系統，保證各工藝腔體的真空環境獨立穩定；流量控制閥用于精確控制工藝氣體的流量和配比，確保薄膜沉積的厚度和均勻性；止回閥用于防止氣體倒流，保護真空泵和工藝腔體。例如，在晶圓的化學氣相沉積（CVD）工藝中，需要向反應腔體中通入精確流量的反應氣體，流量控制閥可實時調節氣體流量，保證沉積過程的穩定進行，從而制造出高質量的半導體芯片。

（二）真空鍍膜行業

真空鍍膜技術廣泛應用于光學元件、裝飾材料、刀具涂層等領域，其核心是在真空環境下將鍍膜材料蒸發或濺射并沉積在基材表面，形成均勻的薄膜。真空閥門在真空鍍膜設備中起著關鍵作用，隔離閥用于將鍍膜室與抽氣系統隔離，便于裝卸基材和維護設備；放空閥用于在鍍膜完成后向鍍膜室充入氣體，使室內壓力恢復正常，方便取出鍍膜件；流量控制閥用于控制惰性氣體的流量，調節鍍膜室的真空度和氣體氛圍，影響薄膜的結構和性能。比如，在光學鏡片的增透膜鍍膜過程中，通過流量控制閥精確控制氧氣的流量，可改變薄膜的折射率，從而達到最佳的增透效果。

（三）航空航天行業

航空航天領域的許多設備和部件需要在模擬太空真空環境下進行性能測試和可靠性實驗，如衛星的姿態控制系統、火箭發動機的燃料供應系統等。真空閥門在這些真空模擬實驗設備中必需，大型真空閘閥用于真空艙體的主抽氣管道，實現快速抽真空和可靠隔離；電動流量控制閥用于精確調節模擬太空環境的氣體流量和壓力，模擬不同的太空工況；止回閥用于防止實驗過程中氣體倒流，保證實驗數據的準確性。此外，在航天器的推進系統中，真空閥門也用于控制推進劑的輸送和排放，確保航天器的正常飛行。例如，在衛星的真空熱試驗中，通過真空閥門控制真空艙內的真空度和溫度變化，模擬衛星在太空中的環境，測試衛星的熱控性能和電子設備的工作可靠性。

（四）醫療行業

在醫療領域，真空技術常用于醫療器械的消毒滅菌、負壓吸引、真空干燥等方面。真空閥門在這些醫療設備中發揮著重要作用，如在真空滅菌器中，隔離閥用于隔離滅菌室與抽氣系統，保證滅菌室能夠達到所需的真空度，提高滅菌效果；放空閥用于在滅菌完成后向滅菌室充入無菌空氣，便于取出滅菌物品；流量控制閥用于調節負壓吸引設備的吸引力度，根據不同的醫療需求提供合適的負壓。例如，在醫院的負壓病房中，通過真空閥門控制病房內的負壓水平，防止病房內的病菌擴散到外界，保障醫護人員和其他患者的健康安全。

（五）食品加工行業

食品加工行業中，真空技術主要用于食品的真空包裝、真空干燥、真空脫氣等工藝，以延長食品的保質期、保持食品的營養成分和風味。真空閥門在這些食品加工設備中應用廣泛，如在真空包裝機中，隔離閥用于將包裝室與抽氣系統連接和隔離，實現包裝室的快速抽真空和密封；流量控制閥用于調節抽氣速度，確保包裝內的真空度符合要求；止回閥用于防止空氣倒流進入包裝室，保證包裝質量。在真空冷凍干燥食品的生產過程中，真空閥門控制干燥倉內的真空度，使食品中的水分在低溫下升華，從而實現食品的脫水干燥，保留食品的營養和口感。

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