純氦氣(He)是一種無色、無味、無毒的惰性氣體,廣泛應用于半導體制造、醫療、科研和焊接等領域。由于其化學性質極其穩定,氦氣中的雜質檢測顯得尤為重要,以確保其純度滿足特定應用的需求。 氦氣中常見雜質 在高純度氦氣中,常見的雜質包括:
1. 氧氣和氮氣 :這些是主要的非活性氣體雜質。
2. 氫氣和甲 :來自生產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 :導致設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 為了準確檢測氦氣中的雜質含量,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差異進行分離,并通過檢測器定量分析。 優點 :靈敏度高、選擇性強,適合檢測多種雜質。 適用范圍 :適用于氧氣、氮氣、氫氣、甲 等氣體雜質的檢測。
2. 質譜儀(MS) 原理 :通過質譜儀對氣體分子進行質量分析,確定各組分的質量數和相對豐度。 優點 :檢測范圍廣、精度高,能夠檢測痕量雜質。 適用范圍 :特別適用于檢測低濃度的雜質,如水分、氫氣等。
3. 露點儀(濕度測量) 原理 :通過測量氣體中的水蒸氣分壓來計算露點溫度。 優點 :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。 優點 :能夠同時檢測多種氣體雜質。 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。 優點 :靈敏度高、非接觸式檢測。 適用范圍 :適合檢測微量氣體雜質。
6. 吸附法 原理 :通過特定吸附劑(如活性炭、分子篩)吸附雜質氣體,然后通過稱重或其他方法測定吸附量。 優點 :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。 檢測標準 國際上常用的氦氣純度標準包括: ISO 3233 1:2017 :氣體純度分類標準。 AS D2552/D2552M 19 :高純氣體分析方法標準。 GB/T 8979 2008 :中國工業用高純氦氣標準。 注意事項
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. 檢測結果應結合實際應用場景,選擇合適的純度指標。 通過以上方法和標準,可以有效檢測并控制氦氣中的雜質含量,確保其滿足特定用途的要求。