中國特種氣體的現狀及應用
更新時間：2016-12-01 點擊次數：4430次
1、前言
氣體(ti)產品大致可以(yi)分為兩大類(lei)別,即一般(ban)工(gong)業氣體(ti)和特種氣體(ti)。一般(ban)工(gong)業氣體(ti)是指(zhi)經過(guo)空(kong)氣分離設備制(zhi)造的(de)普(pu)通(tong)級的(de)氧氣(qi)(qi)(qi)和氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)、經(jing)過焦爐氣(qi)(qi)(qi)分離或(huo)電解等方(fang)法制(zhi)造出來的(de)普(pu)通(tong)純(chun)度(du)的(de)其它(ta)種(zhong)類氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。工業氣(qi)(qi)(qi)體(ti)一(yi)般要(yao)求生(sheng)(sheng)產量大,但對氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)純(chun)度(du)要(yao)求不高。特種(zhong)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)則是(shi)(shi)用(yong)途有別于一(yi)般氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，是(shi)(shi)一(yi)個籠統的(de)概念(nian)。它(ta)在純(chun)度(du)、品種(zhong)、性能等方(fang)面都是(shi)(shi)嚴格(ge)按照(zhao)一(yi)定(ding)規(gui)格(ge)進行(xing)生(sheng)(sheng)產和使用(yong)的(de)。一(yi)般認為,它(ta)是(shi)(shi)由電子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)、高純(chun)石油(you)化工氣(qi)(qi)(qi)體(ti)、標準混(hun)合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)組成。
特種氣體應用于國民經濟的很多行業,它在電子行業、石油化工、醫藥國防等各領域發揮著巨大的作用。我國特種氣體經過30余年的發展,無論在氣體品種上,還是在數量上,都以的速度發展,生產的品種基本上滿足了市場的需求,現如今我國特種氣體從原來的*依賴進口轉向基本自給自足。盡管如此,受諸多方面的影響,我國特種氣體無論在標準上、質量上、生產規模化上,甚至生產成本上,同發達國家同行業相比,仍存在一定的差距。
2、中國特(te)種氣(qi)體(ti)的發展(zhan)現狀
2.1電(dian)子氣體[1]
在微電(dian)子(zi)(zi)(zi)、光(guang)電(dian)子(zi)(zi)(zi)器(qi)(qi)件(jian)(jian)生(sheng)產(chan)過(guo)程中,從芯片的生(sheng)長到zui后器(qi)(qi)件(jian)(jian)的封裝(zhuang),幾(ji)乎每一(yi)步、每一(yi)個(ge)環節(jie)都離不(bu)開電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti),因(yin)此,電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti)被稱為半(ban)導體(ti)材料的"糧(liang)食(shi)"和"源"。半(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)(jian)性能的好壞(huai),在很大(da)程度(du)上取(qu)決(jue)于所用電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti)的質量,電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti)純度(du)每提(ti)高一(yi)個(ge)數量級(ji),都會(hui)極(ji)大(da)地推動半(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)(jian)質的飛躍,正因(yin)如此,發(fa)達國家都在積極(ji)發(fa)展具有(you)自(zi)主知識產(chan)權的電(dian)子(zi)(zi)(zi)化(hua)學氣(qi)體(ti),并且取(qu)得了明顯(xian)的效果,由于電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti)質量決(jue)定著ic技(ji)術(shu)(shu)的發(fa)展,而半(ban)導體(ti)器(qi)(qi)件(jian)(jian)又廣泛地應用于民(min)(min)用和領域(yu),且發(fa)展勢頭(tou)強勁,它影響到國民(min)(min)經濟和國防的許(xu)多方面,因(yin)此,有(you)關(guan)電(dian)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)體(ti)的生(sheng)產(chan)、凈化(hua)、包裝(zhuang)、分析等在上多屬高度(du)保密(mi)的技(ji)術(shu)(shu)。
同光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、微(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)工業(ye)(ye)一(yi)樣,我國(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究與(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)起(qi)步較晚,資金投(tou)入(ru)量也顯得相(xiang)(xiang)對不(bu)足。改革(ge)開(kai)放以來,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)政府(fu)已將ic產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)列為國(guo)(guo)(guo)家(jia)重(zhong)點發展的(de)(de)(de)(de)支柱產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye),因此(ci),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)工業(ye)(ye)、光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)、光(guang)纖(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)發展迅(xun)猛。為滿足家(jia)用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、汽車電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)巨大的(de)(de)(de)(de)市場需求,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)在原電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)部的(de)(de)(de)(de)幾(ji)條ic生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)(de)(de)基礎上,又(you)相(xiang)(xiang)繼開(kai)發和引進幾(ji)十條相(xiang)(xiang)對比較先進的(de)(de)(de)(de)ic生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線,近年來又(you)有大批民(min)營資金相(xiang)(xiang)繼投(tou)入(ru)ic業(ye)(ye),這極大地(di)推動了中(zhong)國(guo)(guo)(guo)超大規模(mo)集成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(vlsi)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)技術的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷進步。隨(sui)著ic產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)化競爭日益加劇(ju)(ju),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)*依賴進口電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)ic的(de)(de)(de)(de)現(xian)狀正面(mian)臨著嚴(yan)峻的(de)(de)(de)(de)市場考驗。此(ci)外,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)多為易(yi)(yi)燃、易(yi)(yi)爆、劇(ju)(ju)毒(du)化學品,在上屬于控制(zhi)(zhi)(zhi)范疇,進口相(xiang)(xiang)對麻(ma)煩,運輸周期較長,這嚴(yan)重(zhong)制(zhi)(zhi)(zhi)約著國(guo)(guo)(guo)內光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、微(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)健康(kang)穩定發展,因此(ci),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)ic制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)商一(yi)直渴望國(guo)(guo)(guo)內開(kai)展電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究與(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan),以解決ic生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)"源"的(de)(de)(de)(de)問題,從根(gen)本(ben)上解除ic制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)后顧(gu)之憂(you),打通(tong)兆位級(ji)集成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路和vlsi級(ji)集成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路發展的(de)(de)(de)(de)"瓶頸"問題。
我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)從整體(ti)上(shang)(shang)看,相對(dui)落后于(yu)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)外同行(xing)水平(ping)。電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)其特點是"超純(chun)"、"超凈(jing)"、"超前",由于(yu)它應用(yong)于(yu)ic工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各個環節(jie),有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)量非常(chang)小(xiao),但(dan)又不能缺少(shao),同時其本身又多為(wei)易(yi)燃(ran)、易(yi)爆(bao)、有(you)(you)毒物質,需(xu)要(yao)從業(ye)人員有(you)(you)*的(de)(de)(de)(de)(de)(de)業(ye)務能力,又需(xu)要(yao)非常(chang)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資(zi)金(jin)(jin)投入,因(yin)此,單(dan)(dan)靠國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)內某一單(dan)(dan)位或(huo)某一部門孤立開展(zhan)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)制(zhi)與生產(chan)在(zai)(zai)(zai)目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟環境中(zhong)是不可想象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)(zai)ic產(chan)業(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)性,以(yi)及我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)牽(qian)制(zhi)作(zuo)用(yong),已經引起中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)高層主管部門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)重(zhong)視,因(yin)此,從國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)"十五""863"等(deng)多個資(zi)金(jin)(jin)渠道(dao),已開始對(dui)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究及產(chan)業(ye)化生產(chan)提(ti)供了資(zi)金(jin)(jin)扶(fu)持,所(suo)以(yi)筆者認為(wei)隨著(zhu)我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)ic產(chan)業(ye)向(xiang)縱(zong)深方(fang)(fang)向(xiang)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)民營企業(ye)逐(zhu)漸做大、做強,在(zai)(zai)(zai)未來(lai)幾年中(zhong)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)徘徊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局面(mian)將(jiang)(jiang)會打破(po)(po),受ic產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極大牽(qian)動(dong),一大批技(ji)(ji)術(shu)比較成熟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)如(ru)nh3、n2o、cl2、bf3、sf6，甚至ph3、b2h6等(deng)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)品(pin)種(zhong),將(jiang)(jiang)采用(yong)*的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備、儀控(kong)配套(tao)進行(xing)批量化、產(chan)業(ye)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),此外,電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)制(zhi)造廠也將(jiang)(jiang)盯住我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)ic產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大市(shi)場,屆時競爭將(jiang)(jiang)加劇,由于(yu)ic產(chan)業(ye)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)速度(du)日新月異,電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)無疑要(yao)"糧草未動(dong)、兵馬先行(xing)",為(wei)適應電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)急需(xu),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)各專業(ye)研(yan)(yan)究院(yuan)所(suo)、大專院(yuan)校,也將(jiang)(jiang)在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)(fa)(fa)上(shang)(shang)有(you)(you)所(suo)突破(po)(po),在(zai)(zai)(zai)落后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些(xie)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)品(pin)種(zhong)上(shang)(shang)進行(xing)實用(yong)化研(yan)(yan)究,以(yi)期在(zai)(zai)(zai)合成、純(chun)化等(deng)方(fang)(fang)面(mian)有(you)(you)所(suo)創新,zui終實現中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)產(chan)業(ye)化生產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標。總(zong)之(zhi),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)經過(guo)三十余年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),盡管在(zai)(zai)(zai)"九五"期間國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)在(zai)(zai)(zai)此方(fang)(fang)面(mian)沒有(you)(you)投入,但(dan)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)(zai)某些(xie)品(pin)種(zhong)已在(zai)(zai)(zai)市(shi)場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)競爭中(zhong)占有(you)(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優勢(shi),這對(dui)平(ping)衡電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)在(zai)(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)價格起了重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong),隨著(zhu)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)ic產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)將(jiang)(jiang)有(you)(you)所(suo)突破(po)(po),*也必將(jiang)(jiang)不斷提(ti)高。
2.2高純氣體[2]
高純氣體通常指利用現代提純技術能制取的某個純度等級的氣體,純度等級可以不同。但對不同氣體"高純"的概念也*不同。目前市售的高壓鋼瓶裝氣體,若按能夠達到的zui高純度來分類,請參見下表:
表1高純(chun)氣(qi)體的(de)種類
純度
高純氣體名稱
6n以上
h2、he、n2
5n以(yi)上
n2、a r、n e、he、ph3、o2、ash3
4n以上
kr、co、c2h4、c3h4、sf6、ch4、c3h8、hcl、n2o、nh3、so2、sih4、b2h6、bcl3、cl2、h2s、bf3、cf4
3n以上
c3h6、n-c4h10、i-c4h10、no、hf、ccl3f、ccl2f2
2.5n以上
ch2cl2、ch3br、ch3f、c2h2、c4h6、d2、c2f6
2n以上
c4f6、c4h6、chclf2、ch3f
高純氣體以高純石油化工氣體為主，高純石油化工氣體是配制標準氣體必需的原料,它的質量好壞、價格高低,直接決定了標準氣體的質量與價格。石油化工氣體包括:甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷;乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯、正戊烯、異戊烯、丙二烯;乙炔、丙炔、丁炔、2-丁炔;1,2-丁二烯、1,3-丁二烯、環丙烷、硫化氫、羰基硫、甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二甲基二硫醚、異丙基硫醚;氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等品種。其中烷、烯、炔類氣體在石油化工氣體中用量較大,而其它用量則相對較少,有的品種在市場上以"g"為單位出售,價格也較高。
改革開放以來,我國高純石油化工氣體發展十分迅猛,由于乙烯項目發展的需要,高純氣體應用品種也在不斷增加,尤其是近年來石油化工向深加工發展,各種生產用催化劑活性不斷提高,對原材料中有毒、有害雜質含量要求越來越低,控制也越來越嚴格,為定值的需要,提出了一系列的標準氣體,因此,對諸如以硫化物為代表的高純度氣體或液體試劑等高純氣體提出了更高要求。市場刺激了生產,目前國內有為數不少的生產單位,也開展各種石油化工用高純氣體的生產,其目的基本上是滿足自己配氣的需要。
高(gao)純(chun)(chun)石(shi)油氣(qi)(qi)體(ti)(ti)用(yong)(yong)(yong)量(liang)小,純(chun)(chun)度(du)(du)要求高(gao),各品(pin)種由(you)于相互污染一(yi)般難(nan)以互用(yong)(yong)(yong),在(zai)產(chan)(chan)業化(hua)方面,做(zuo)大(da)(da)有一(yi)定的(de)(de)困(kun)難(nan),盡管(guan)如(ru)此(ci)(ci),我國(guo)石(shi)油化(hua)工氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)規模已發生(sheng)(sheng)驚(jing)人的(de)(de)變化(hua),分離(li)(li)方式也由(you)以往(wang)采用(yong)(yong)(yong)單一(yi)的(de)(de)吸附分離(li)(li),發展到(dao)低溫精餾(liu)再到(dao)各種催(cui)化(hua)方式的(de)(de)結合(he)(he)。石(shi)油化(hua)工用(yong)(yong)(yong)高(gao)純(chun)(chun)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)原料(liao)(liao)(liao),基本上(shang)(shang)是乙烯生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)副產(chan)(chan)品(pin),純(chun)(chun)度(du)(du)變化(hua)較大(da)(da),現在(zai)由(you)于采用(yong)(yong)(yong)各種分離(li)(li)方法相結合(he)(he),因此(ci)(ci),對(dui)原料(liao)(liao)(liao)有一(yi)定的(de)(de)要求,但(dan)同過(guo)去相比(bi)已大(da)(da)不相同,如(ru)丙烷氣(qi)(qi)體(ti)(ti),市場上(shang)(shang)售出的(de)(de)多為(wei)燃燒用(yong)(yong)(yong)氣(qi)(qi)。目前石(shi)油價格(ge)上(shang)(shang)漲,生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)分離(li)(li)控制指標不嚴,雖有純(chun)(chun)度(du)(du)為(wei)99%的(de)(de)原料(liao)(liao)(liao),但(dan)實際(ji)純(chun)(chun)度(du)(du)多為(wei)95%左(zuo)右,若采用(yong)(yong)(yong)過(guo)去的(de)(de)凈化(hua)手段生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)100kg高(gao)純(chun)(chun)丙烷,幾乎(hu)不可(ke)想象。但(dan)采用(yong)(yong)(yong)丙烯氣(qi)(qi)相加(jia)氫技術,則(ze)可(ke)完*因原料(liao)(liao)(liao)純(chun)(chun)度(du)(du)引起(qi)的(de)(de)分離(li)(li)難(nan)點(dian)!因此(ci)(ci),我國(guo)目前石(shi)油化(hua)工用(yong)(yong)(yong)高(gao)純(chun)(chun)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)在(zai)質量(liang)上(shang)(shang)已達(da)到(dao)國(guo)外(wai)公司標準,在(zai)某些品(pin)種上(shang)(shang)甚(shen)至大(da)(da)大(da)(da)超過(guo)其水(shui)平,在(zai)產(chan)(chan)量(liang)上(shang)(shang)也可(ke)同國(guo)外(wai)廠家一(yi)比(bi)高(gao)低,這(zhe)為(wei)我國(guo)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)標準氣(qi)(qi)體(ti)(ti)提供了難(nan)得的(de)(de)平臺。
2.3標準(zhun)氣體
從嚴格意義上講,我國標準氣體起步較晚,以前分析定標基本上采用分壓法,zui常用的氮-氧標氣多采用指數稀釋瓶,其它則采用玻璃球配氣。我國引進大型乙烯生產線及大氮肥后,對標準氣體的需求無論在品種上,還是在數量上都極大,因此原有的方法難以滿足市場需求,并且標氣的準確度也不可信。為滿足我國大型石油化工的急需,我國開展了重量法配制高壓瓶裝標準氣的工作。目前國內標準氣體生產單位很多,生產的各種標準氣,滿足了我國石油、化肥、環保、傳感器校核等諸多領域的需求。迄今為止,我國已很少從國外進口標準氣體,國產標準氣體行業的發展和成熟,對我國氣體標準體系的建立及量值的傳遞起到了非常大的作用。近年來,分壓法所用的壓力表精度不斷提高,150型壓力表逐漸被254型取代,稱量已采用高精密天平,稱量精度也不斷提高,德國塞多利斯公司已推出32kgzui小稱量為1mg的高精度天平,這為提高標氣的準確度提供了難得的稱量工具。
3、特種氣體的應用[3]
3.1電子(zi)氣體(ti)
電(dian)子工業是(shi)當今(jin)推動科技(ji)(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)高(gao)新技(ji)(ji)術(shu)產業,由于所用(yong)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)品(pin)種多、質(zhi)(zhi)量(liang)要求(qiu)高(gao),為有別于其它(ta)領域應用(yong)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),人們把這類(lei)在電(dian)子工業中用(yong)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)統稱(cheng)為電(dian)子特種氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),它(ta)是(shi)當今(jin)興(xing)起的(de)(de)(de)高(gao)技(ji)(ji)術(shu)含量(liang)、高(gao)投入、高(gao)附加值的(de)(de)(de)高(gao)新技(ji)(ji)術(shu)產業。電(dian)子行業常用(yong)的(de)(de)(de)特氣(qi)(qi)超過三(san)十余種，按危險性質(zhi)(zhi)可(ke)(ke)分為不(bu)燃氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、可(ke)(ke)燃氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、氧化性氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、腐蝕(shi)性氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、毒性氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)等(deng)。按照物理形態可(ke)(ke)分為壓縮氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、液化氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)低溫氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。
特種氣體的應用領域主要在集成電路制造、太陽能電池、化合物半導體、液晶顯示器、光纖生產四大領域,其中主要應用于半導體集成電路的生產制造。在半導體工業中應用的有110余種單元特種氣體,其中常用的有20～30種。
在(zai)(zai)集成電(dian)路制造應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方面具(ju)體包(bao)括集成電(dian)路芯片(pian)制程、化學氣(qi)相沉積(ji)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、刻(ke)蝕和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、摻雜和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)；在(zai)(zai)太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方面具(ju)體包(bao)括太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、晶體硅太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池生產(chan)(chan)工藝(yi)(yi)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、薄(bo)膜(mo)太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池生產(chan)(chan)工藝(yi)(yi)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)；在(zai)(zai)化合物半導體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方面具(ju)體包(bao)括化合物半導體的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、mocvd／led生產(chan)(chan)工藝(yi)(yi)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)；在(zai)(zai)液晶顯示器應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方面具(ju)體包(bao)括tft／lcd的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、tft／lcd生產(chan)(chan)工藝(yi)(yi)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)；在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)方面具(ju)體包(bao)括光(guang)纖(xian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)和(he)(he)(he)光(guang)纖(xian)預制棒(bang)的生產(chan)(chan)工藝(yi)(yi)和(he)(he)(he)氣(qi)體應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)[4]。
3.2一般混合(he)氣體
由兩(liang)種以上氣體(ti)(ti)混(hun)合(he)配制(zhi)而(er)成的氣體(ti)(ti),而(er)且主(zhu)要(yao)標出大致濃度,即可(ke)滿足使(shi)用(yong)要(yao)求,這種氣體(ti)(ti)稱為一(yi)般(ban)混(hun)合(he)氣體(ti)(ti)。
對氣(qi)(qi)體分析(xi)儀(yi)用(yong)氣(qi)(qi)體,如含(han)氫10%，其(qi)余是(shi)(shi)氦(hai)(hai)的(de)混合氣(qi)(qi)以(yi)及含(han)甲(jia)烷(wan)5%或(huo)10%，其(qi)余是(shi)(shi)氬(ya)的(de)混合氣(qi)(qi)，被用(yong)作氣(qi)(qi)相色譜儀(yi)的(de)載氣(qi)(qi)；含(han)氫40%，其(qi)余是(shi)(shi)氮或(huo)氦(hai)(hai)的(de)混合氣(qi)(qi)被用(yong)作氫火焰總烴檢測儀(yi)的(de)燃(ran)料氣(qi)(qi)。另外,含(han)氧(yang)20%～60%,其(qi)余是(shi)(shi)氬(ya)的(de)混合氣(qi)(qi)被用(yong)來(lai)發生化(hua)學熒光分析(xi)儀(yi)用(yong)的(de)臭(chou)氧(yang)。
在測定放(fang)射(she)性物質(zhi)時,使用的混合氣有下列(lie)幾種組成:含(han)異丁烷(wan)0.95%,或含(han)丁烷(wan)1.3%，或含(han)丙烷(wan)1.5%，或含(han)甲烷(wan)5%～10%，均以(yi)氦(hai)為底氣。
各種混合(he)氣(qi)也常被用(yong)作照(zhao)明燈(deng)具的(de)充填氣(qi)和數字(zi)顯示(shi)管等的(de)充填氣(qi)，這類氣(qi)體大多是用(yong)下列兩種以上氣(qi)體混合(he)而成的(de):氬、氖、氦、氪(ke)、氮。鹵光(guang)源生產則(ze)用(yong)溴甲烷、氯(lv)甲烷、溴化氫、碘(dian)甲烷、氯(lv)仿(fang)等氣(qi)體與氬的(de)混合(he)氣(qi)。
深海(hai)呼吸用含氧20%～60%,其余是(shi)氮(dan)或(huo)氦的混合氣。激光用氣含(han)co24%～16%,n210%～25%，其余是氦。
金屬熱處(chu)理保護氣(qi)可用(yong)含氫0.5%～10%,其余為氬的(de)混合氣(qi)或二氧化碳10%～40%、20%～60%,其余為氮氬的(de)混合氣(qi)。
光化學反應、動(dong)植物(wu)實驗室和(he)金屬腐(fu)蝕等研究用的(de)混合(he)氣(qi)因(yin)關系到公害問題,所以其中二氧(yang)化氮、二氧(yang)化硫和(he)硫化氫等都要保持低濃度。
3.2標準氣體
所(suo)謂(wei)標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)就是用來校正測(ce)(ce)(ce)量儀(yi)器(qi)、評價測(ce)(ce)(ce)定方法、給(gei)出(chu)未知樣品(pin)氣標準(zhun)(zhun)值的氣體(ti)(ti)。它分為(wei)調整零(ling)位(wei)用標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)(零(ling)位(wei)氣體(ti)(ti))、監(jian)測(ce)(ce)(ce)環境用標準(zhun)(zhun)氣、工(gong)業(ye)分析用標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)、醫(yi)療儀(yi)器(qi)用標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)、可(ke)燃性氣體(ti)(ti)泄(xie)漏(lou)用標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)、燃燒器(qi)尾(wei)氣用標準(zhun)(zhun)氣體(ti)(ti)六大類。由(you)于使(shi)(shi)用了標準(zhun)(zhun)氣,所(suo)以即使(shi)(shi)在不同場所(suo)測(ce)(ce)(ce)定,也(ye)具有相同測(ce)(ce)(ce)定值。
標準氣體應用范圍很廣,在化工、石油冶金、機械、航天、電子、玻璃、陶瓷、醫藥醫療、汽車、光纖、激光、潛水、環保、切割、焊接、食品加工等工業部門均使用大量的常用氣體和特種氣體。其中在石油化工領域對標準氣體的需求量相對較大。
