純氦氣(He)是一種無色、無味、無毒的惰性氣體,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、醫(yī)療、科研和焊接等領(lǐng)域。由于其化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,氦氣中的雜質(zhì)檢測顯得尤為重要,以確保其純度滿足特定應(yīng)用的需求。 氦氣中常見雜質(zhì) 在高純度氦氣中,常見的雜質(zhì)包括:
1. 氧氣和氮?dú)?:這些是主要的非活性氣體雜質(zhì)。
2. 氫氣和甲 :來自生產(chǎn)或儲存過程中的污染。
3. 二氧化碳 :通常來源于空氣泄漏或工藝污染。
4. 水分 :導(dǎo)致設(shè)備腐蝕或影響某些工藝。
5. 其他微量元素 :如氬氣(Ar)、氖氣(Ne)等。 檢測方法 為了準(zhǔn)確檢測氦氣中的雜質(zhì)含量,可以采用以下方法:
1. 氣相色譜法(GC) 原理 :利用不同氣體組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)差異進(jìn)行分離,并通過檢測器定量分析。 優(yōu)點(diǎn) :靈敏度高、選擇性強(qiáng),適合檢測多種雜質(zhì)。 適用范圍 :適用于氧氣、氮?dú)狻錃狻⒓?等氣體雜質(zhì)的檢測。
2. 質(zhì)譜儀(MS) 原理 :通過質(zhì)譜儀對氣體分子進(jìn)行質(zhì)量分析,確定各組分的質(zhì)量數(shù)和相對豐度。 優(yōu)點(diǎn) :檢測范圍廣、精度高,能夠檢測痕量雜質(zhì)。 適用范圍 :特別適用于檢測低濃度的雜質(zhì),如水分、氫氣等。
3. 露點(diǎn)儀(濕度測量) 原理 :通過測量氣體中的水蒸氣分壓來計(jì)算露點(diǎn)溫度。 優(yōu)點(diǎn) :快速、直接,適合檢測水分含量。 適用范圍 :專門用于檢測氦氣中的水分。
4. 紅外光譜法(FTIR) 原理 :利用氣體分子吸收特定波長紅外光的特性,通過光譜分析確定氣體成分。 優(yōu)點(diǎn) :能夠同時檢測多種氣體雜質(zhì)。 適用范圍 :適合檢測二氧化碳、 等含碳化合物。
5. 激光拉曼光譜法 原理 :利用激光照射氣體樣品,通過散射光的頻率變化來識別氣體種類。 優(yōu)點(diǎn) :靈敏度高、非接觸式檢測。 適用范圍 :適合檢測微量氣體雜質(zhì)。
6. 吸附法 原理 :通過特定吸附劑(如活性炭、分子篩)吸附雜質(zhì)氣體,然后通過稱重或其他方法測定吸附量。 優(yōu)點(diǎn) :操作簡單,適合粗略檢測。 適用范圍 :適用于初步篩選或低要求場合。 檢測標(biāo)準(zhǔn) 國際上常用的氦氣純度標(biāo)準(zhǔn)包括: ISO 3233 1:2017 :氣體純度分類標(biāo)準(zhǔn)。 AS D2552/D2552M 19 :高純氣體分析方法標(biāo)準(zhǔn)。 GB/T 8979 2008 :中國工業(yè)用高純氦氣標(biāo)準(zhǔn)。 注意事項(xiàng)
1. 樣品采集時需避免外界污染,使用專用采樣袋或鋼瓶。
2. 不同檢測方法需要不同的前處理步驟,脫水、脫氧等。
3. 檢測結(jié)果應(yīng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景,選擇合適的純度指標(biāo)。 通過以上方法和標(biāo)準(zhǔn),可以有效檢測并控制氦氣中的雜質(zhì)含量,確保其滿足特定用途的要求。