水分(H₂O)是高纯氢气中另一项必须被严格管控的核心杂质。根据《GB/T 3634.2—2011》标准,高纯氢的水分含量(体积分数)上限被设定为3×10⁻⁶(3ppm),
而超纯氢的要求则更为极致,必须低于0.5ppm。这一看似微小的数值背后,隐藏着对产品质量和工艺稳定性的巨大影响。
水分的危害是多方面的。在电子工业中,水分会腐蚀精密的集成电路和金属互连线,导致器件性能漂移甚至失效。
在金属粉末冶金和硬质合金生产中,水分在高温下会分解产生氢气和氧气,前者可能导致产品“氢脆”,后者则会引起金属氧化,
严重影响最终产品的机械强度和致密度。因此,对高纯氢进行精准、可靠的水分检测,是保障下游应用成功的关键前提。
面对如此低的检测限要求,传统的露点仪或电解法已难以胜任。GB/T 3634.2—2011标准明确指定了光腔衰荡光谱法(Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)
作为水分测定的仲裁方法(依据GB/T 5832.3)。CRDS技术通过测量特定波长激光在高反射率光学谐振腔内的衰减时间来反演气体浓度。
其原理在于,腔内水分分子会吸收激光能量,导致光强衰减加快。该方法具有无与伦比的灵敏度(可轻松达到ppb级)、极高的精度和稳定性,并且几乎不受其他气体组分的干扰。
虽然标准也允许使用其他等效方法,但一旦检测结果出现争议,CRDS法的结果将作为最终裁决依据。通过这种尖端的光学检测技术,
我们能够对高纯氢中的水分进行“显微镜”级别的监控,确保其干燥度满足最严苛的工业应用需求。

