纯氦气(He)是一种无色、无味、无毒的惰性气体,广泛应用于半导体制造、医疗、科研和焊接等领域。由于其化学性质极其稳定,氦气中的杂质检测显得尤为重要,以确保其纯度满足特定应用的需求。 氦气中常见杂质 在高纯度氦气中,常见的杂质包括:
1. 氧气和氮气 :这些是主要的非活性气体杂质。
2. 氢气和甲 :来自生产或储存过程中的污染。
3. 二氧化碳 :通常来源于空气泄漏或工艺污染。
4. 水分 :导致设备腐蚀或影响某些工艺。
5. 其他微量元素 :如氩气(Ar)、氖气(Ne)等。 检测方法 为了准确检测氦气中的杂质含量,可以采用以下方法:
1. 气相色谱法(GC) 原理 :利用不同气体组分在固定相和流动相之间的分配系数差异进行分离,并通过检测器定量分析。 优点 :灵敏度高、选择性强,适合检测多种杂质。 适用范围 :适用于氧气、氮气、氢气、甲 等气体杂质的检测。
2. 质谱仪(MS) 原理 :通过质谱仪对气体分子进行质量分析,确定各组分的质量数和相对丰度。 优点 :检测范围广、精度高,能够检测痕量杂质。 适用范围 :特别适用于检测低浓度的杂质,如水分、氢气等。
3. 露点仪(湿度测量) 原理 :通过测量气体中的水蒸气分压来计算露点温度。 优点 :快速、直接,适合检测水分含量。 适用范围 :专门用于检测氦气中的水分。
4. 红外光谱法(FTIR) 原理 :利用气体分子吸收特定波长红外光的特性,通过光谱分析确定气体成分。 优点 :能够同时检测多种气体杂质。 适用范围 :适合检测二氧化碳、 等含碳化合物。
5. 激光拉曼光谱法 原理 :利用激光照射气体样品,通过散射光的频率变化来识别气体种类。 优点 :灵敏度高、非接触式检测。 适用范围 :适合检测微量气体杂质。
6. 吸附法 原理 :通过特定吸附剂(如活性炭、分子筛)吸附杂质气体,然后通过称重或其他方法测定吸附量。 优点 :操作简单,适合粗略检测。 适用范围 :适用于初步筛选或低要求场合。 检测标准 国际上常用的氦气纯度标准包括: ISO 3233 1:2017 :气体纯度分类标准。 AS D2552/D2552M 19 :高纯气体分析方法标准。 GB/T 8979 2008 :中国工业用高纯氦气标准。 注意事项
1. 样品采集时需避免外界污染,使用专用采样袋或钢瓶。
2. 不同检测方法需要不同的前处理步骤,脱水、脱氧等。
3. 检测结果应结合实际应用场景,选择合适的纯度指标。 通过以上方法和标准,可以有效检测并控制氦气中的杂质含量,确保其满足特定用途的要求。