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溶解乙炔厂家告诉您:高纯气体的分析术语及其含义

发布日期:2018-09-20 作者: 点击:

  1 气体产品的分类
  目前, 国内市场的气体产品按其用途可进行如下分类:
  A 1 一般工业用气。包括工业氢气、工业氮气等。
  B1 医疗用气。包括医用氧气、麻醉气等。
  C1 食品工业用气。如液体二氧化碳
  D1 民用燃气。如天然气, 液化石油气等。
  E1 电子工业用气。如硅烷、磷烷等。
  F1 仪器仪表用气。如标准气、色谱载气
  等。
  G1 其它特殊用途用气。
  一般情况下, A~D 类气体产品的市场需求量很大, 而纯度要求不是很高, 主体成分含量通常在9915% 以下。E~ G 类气体即所谓的特种气体, 其特点是品种繁多, 市场需求量较小, 纯度要求高, 对其所含的杂质的种类和数量有着严格的限定。不同类别的同一种气体, 质量要求差异很大。表1~ 3 给出了氧气在不同用途下的技术指标。
  表1 工业用氧技术要求
  项 目
  指 标
  优等品一等品合格品
  氧含量(体积分数) % ≥ 9917 9915 9912
  水分
  游离水mL瓶≤ - 无游离水100
  露点℃ ≤ - 43 - -
  表2 医用氧气技术要求
  指标名称指标
  氧含量% (VV ) ≥ 9915
  水分含量 gm - 3 (在20℃
  和10113kPa 下) ≤ 0107
  二氧化碳含量%
  (VV ) ≤ 0101
  一氧化碳含量按GB8986 的第5 章检验应合格气态酸和碱含量按GB8986 的第6 章检验应合格
  臭氧及其他气态氧化物含量按GB8986 的第7 章检验应合格
  气味无气味
  表3 电子工业用氧技术要求
  项目
  指 标
  超大规模集成电路级
  半导体及集成电路级
  电子级和散装液态氧
  氧纯度% ≥ 9919853 9915 9915
  氢含量1 0- 6 ≤ 1 1 1
  氩含量1 0- 6 ≤ 100 - -
  氮含量1 0- 6 ≤ 30 100 100
  一氧化碳含量10- 6 ≤ 1 - -
  二氧化碳含量10- 6 ≤ 1 - -
  一氧化碳和二氧化碳含量10- 6 ≤ - 5 5
  总烃含量(以甲烷计) 10- 6 ≤ 1 5 25
  氧化亚氮含量10- 6 ≤ 1 2 2
  氪含量1 0- 6 ≤ 10 - -
  水含量1 0- 6 ≤ 2 2 2
  总杂质含量(包括稀有气体) 10- 6≤ 147 5000 5000
  2 气体产品的等级与纯度
  习惯上, 我们用普通气(工业气)、纯气、高纯气、超纯气来表示气体产品的等级, 但目前尚无法对上述概念规定统一的量化标准。
  66 低温与特气  1998   3
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  纯度是用来说明气体质量的数字化表达方法。纯度的定义是主体成分的量占样品总量的比例:
  纯度= 主成分量样品量
  (1)
  = 1- 2 杂质量
  样品量
  (2)
  气体纯度的获得有以下两种方式:11 直接测定主体成分含量, 由(1) 式求得。
  21 测定各项杂质, 用(2) 式计算求得。气体纯度的表示方法为: (1) 用百分数表示, 如99% , 9915% , 99199% 等。(2) 用
  英文“9”的字头“N ”表示。如3N、4N、418N、5N 等。“N ”的数目与(1) 中“9”的个数相对应, 小数点后的数表示不足“9”的数, 如
  4N (99199% ) , 418N (991998% ) 等。纯度是确定气体产品等级的指标之一。
  在我国, 受气体产品用途、生产能力等因素的制约, 同一等级不同品种的气体, 其纯度
  值是不一样的。表4 给出了目前市售高压钢瓶装高纯气体的纯度指标。
  表4 不同种类高纯气体的纯度指标
  高纯气体名称纯度%
  H2, He, N 2, A r, N e, CO 2 ≥991999
  O 2, Kr, CO , C2H4, C3H4, SF6
  CH4, C3H8, HCl, N 2O , NH3, SO 2
  ≥99199
  C3H6, n- C4H10, iC4H10, NO
  BCl3, Cl2, HF, CCl3F, CClF3
  ≥9919
  CH3Cl, CH3Br, C2H2, CF4 ≥9915
  C4F6, PH3, C2H2F2, CH3F ≥9910
  3 高纯气体
  高纯气体必须满足2 个条件:
  11 主体成分含量必须大于某一定值。
  21 各杂质组分含量必须小于某一定值。
  电子工业用气、仪器仪表校准用的零点气、标准气配制用气、色谱载气等均需满足以上要求, 可列为高纯气体。
  理论上, 高纯气体的纯度= 主体成分含量= 1- 2 杂质含量。事实上, 用实验方法直接准确测定高纯气体中主体成分含量是非常
  困难的。既使象二氧化碳这类产品, 可以通过规定的方法, 直接测定得到“纯度值”, 但该值也包含有水分、酸性气体及其它与强碱
  作用的成分。所以说, 该“纯度”也并非理论意义上的气体纯度。
  而另外一种通过测定气体中所含有的所有杂质成分, 计算求得气体纯度(理论纯
  度) 的方法, 同样难以实现。
  那么, 目前市场上高纯气体产品的“纯度”含义又是什么呢 笔者认为, 所谓高纯气体纯度是通过规定方法直接测得或扣除规定杂质计算求得的浓度值。这种规定是生产者和用户依据生产过程和使用目的共同协商的结果。
  评价高纯气体的质量, 除进行“纯度”指标评价外, 还需依据标准对规定杂质进行逐一核对。任何一项超出规定的要求, 都不能称之为合格品。表5 给出了高纯氦气的“纯度”及杂质含量指标要求。
  表5 高纯氦气产品的质量要求
  项目
  指 标
  优等品一等品合格品
  氦气纯度% ≥ 9919996 9919993 991999
  氖含量1 0- 6 ≤ 1 2 4
  氢含量1 0- 6 ≤ 011 015 1
  氧(氩) 含量1 0- 6 ≤ 015 1 1
  氮含量1 0- 6 ≤ 1 1 2
  一氧化碳含量10- 6 ≤ 011 012 015
  二氧化碳含量10- 6 ≤ 012 012 015
  甲烷含量1 0- 6 ≤ 011 012 015
  水分含量1 0- 6 ≤ 1 2 3
  4 高纯气体的分析
  高纯气体分析的核心是对其中的规定杂质进行定性、定量测定。由于高纯气体中的限定杂质数目多, 且含量极低, 通常在10- 6
  ~ 10- 7范围, 因此对测试设备和分析人员均有较高的要求。


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