相比之下，金属密封有效地克服了橡胶密封的缺点，因而在超高真空环境中得到了广泛应用。对于超高真空，通常要求漏率低于1×10^-11 Pa·m³/s，并且法兰密封面的粗糙度需控制在Ra≤0.8。金属材料不仅具有良好的弹性和延展性，还常被用作各种真空和压力设备的密封解决方案。

图1：密封圈被压缩前后的形状示意图

如图1所示，当金属密封圈在外部压力作用下发生弹性变形时，弹性恢复力促使密封圈朝着原始形状恢复，这种恢复趋势可以填补密封面之间的缝隙，从而实现有效的密封。

图2：法兰铟丝密封

根据法兰的尺寸，铟丝的直径通常选择在1到2毫米之间。然而，由于铟的熔点相对较低，因此烘烤温度不应超过150℃。同时，金属铟在低温环境下表现出色，因此铟丝密封常用于低温真空密封应用。然而，铟丝在受压后容易流动，因此法兰设计时应考虑设置台阶或凹槽（如图2所示），以防止铟丝流入真空腔体。

图3：全金属快卸式密封

快卸卡箍的轴向夹紧力相对较小，一般选用纯铝作为密封圈的材料，而卡箍则采用刚度较大的不锈钢，以降低卡箍的变形量。快卸卡箍由多个夹具组成，随着法兰口径的增大，夹具的数量也相应增加。同时，在相同的螺钉紧固力下，法兰口径增大时，卡箍施加的轴向夹紧力会减小。因此，对于标称口径小于φ160的法兰，全金属快卸密封的密封性能较为优越。

图4：全金属快卸与铟丝组合式密封

这种密封结构有效地延长了气体泄漏的路径，从而显著降低了泄漏通道的流导。此外，铟丝位于金属密封圈的外侧，这样可以减少因高温导致铟丝熔化并流入真空室的风险，从而提高系统的可靠性。

4.双层刀口外开口弹簧增强型金属C型密封圈（Helicoflex密封）

图5：刀口外开口弹簧增强型金属C型密封圈

当刀口外开口弹簧增强型金属C型密封圈安装在密封沟槽内时，弹簧受到压缩，促使夹套的密封面紧密贴合沟槽，从而形成有效的密封。弹簧提供的弹力可以弥补材料的磨损以及配合零件的偏移或偏心。同时，系统内部的压力也会对密封夹套产生辅助作用，通过弹簧的弹力与系统压力的共同作用，形成一个持续且稳定的预紧力，以确保密封效果。