1　氣體產(chǎn)品的分類 目前, 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的氣體產(chǎn)品按其用途可 進(jìn)行如下分類: A 1 一般工業(yè)用氣。包括工業(yè)氫氣、工業(yè) 氮?dú)獾取? B1 醫(yī)療用氣。包括醫(yī)用氧氣、麻醉氣等。 C1 食品工業(yè)用氣。如液體二氧化碳。 D1 民用燃?xì)狻Ｈ缣烊粴? 液化石油氣等。 E1 電子工業(yè)用氣。如硅烷、磷烷等。 F1 儀器儀表用氣。如標(biāo)準(zhǔn)氣、色譜載氣 等。 G1 其它特殊用途用氣。 一般情況下, A～D 類氣體產(chǎn)品的市場(chǎng) 需求量很大, 而純度要求不是很高, 主體成 分含量通常在9915% 以下。 E～ G 類氣體即所謂的特種氣體, 其特 點(diǎn)是品種繁多, 市場(chǎng)需求量較小, 純度要求 高, 對(duì)其所含的雜質(zhì)的種類和數(shù)量有著嚴(yán)格 的限定。 不同類別的同一種氣體, 質(zhì)量要求差異 很大。表1～ 3 給出了氧氣在不同用途下的技 術(shù)指標(biāo)。 表1　工業(yè)用氧技術(shù)要求 項(xiàng)　目 指　標(biāo) 優(yōu)等品一等品合格品 氧含量(體積分?jǐn)?shù)) ?% ≥ 9917 9915 9912 水分 游離水mL?瓶≤ - 無(wú)游離水100 露點(diǎn)?℃ ≤ - 43 - - 表2　醫(yī)用氧氣技術(shù)要求 指標(biāo)名稱指　標(biāo) 氧含量?% (V?V ) ≥ 9915 水分含量? gm - 3 (在20℃ 和10113kPa 下) ≤ 0107 二氧化碳含量?% (V?V ) ≤ 0101 一氧化碳含量按GB8986 的第5 章檢驗(yàn)應(yīng)合格 氣態(tài)酸和堿含量按GB8986 的第6 章檢驗(yàn)應(yīng)合格 臭氧及其他 氣態(tài)氧化物含量按GB8986 的第7 章檢驗(yàn)應(yīng)合格 氣味無(wú)氣味 表3　電子工業(yè)用氧技術(shù)要求 項(xiàng)目 指　標(biāo) 超大規(guī)模集 成電路級(jí) 半導(dǎo)體及集 成電路級(jí) 電子級(jí)和散 裝液態(tài)氧 氧純度?% ≥ 9919853 9915 9915 氫含量?1 0- 6 ≤ 1 1 1 氬含量?1 0- 6 ≤ 100 - - 氮含量?1 0- 6 ≤ 30 100 100 一氧化碳含量?10- 6 ≤ 1 - - 二氧化碳含量?10- 6 ≤ 1 - - 一氧化碳和二氧化碳含量?10- 6 ≤ - 5 5 總烴含量(以甲烷計(jì)) ?10- 6 ≤ 1 5 25 氧化亞氮含量?10- 6 ≤ 1 2 2 氪含量?1 0- 6 ≤ 10 - - 水含量?1 0- 6 ≤ 2 2 2 總雜質(zhì)含量(包括稀有氣體) ?10- 6≤ 147 5000 5000 2　氣體產(chǎn)品的等級(jí)與純度 習(xí)慣上, 我們用普通氣(工業(yè)氣)、純氣、 高純氣、超純氣來(lái)表示氣體產(chǎn)品的等級(jí), 但 目前尚無(wú)法對(duì)上述概念規(guī)定統(tǒng)一的量化標(biāo) 準(zhǔn)。 

66 低溫與特氣　　1998　　? 3 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 純度是用來(lái)說(shuō)明氣體質(zhì)量的數(shù)字化表達(dá) 方法。純度的定義是主體成分的量占樣品總 量的比例: 純度= 主成分量 樣品量 (1) = 1- 2 雜質(zhì)量 樣品量 (2) 氣體純度的獲得有以下兩種方式: 11 直接測(cè)定主體成分含量, 由(1) 式求 得。 21 測(cè)定各項(xiàng)雜質(zhì), 用(2) 式計(jì)算求得。 氣體純度的表示方法為: (1) 用百分?jǐn)?shù) 表示, 如99% , 9915% , 99199% 等。(2) 用 英文“9”的字頭“N ”表示。如3N、4N、418N、 5N 等。“N ”的數(shù)目與(1) 中“9”的個(gè)數(shù)相 對(duì)應(yīng), 小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)表示不足“9”的數(shù), 如 4N (99199% ) , 418N (991998% ) 等。 純度是確定氣體產(chǎn)品等級(jí)的指標(biāo)之一。 在我國(guó), 受氣體產(chǎn)品用途、生產(chǎn)能力等因素 的制約, 同一等級(jí)不同品種的氣體, 其純度 值是不一樣的。表4 給出了目前市售高壓鋼 瓶裝高純氣體的純度指標(biāo)。 表4　不同種類高純氣體的純度指標(biāo) 高純氣體名稱純度?% H2, He, N 2, A r, N e, CO 2 ≥991999 O 2, Kr, CO , C2H4, C3H4, SF6 CH4, C3H8, HCl, N 2O , NH3, SO 2 ≥99199 C3H6, n- C4H10, iC4H10, NO BCl3, Cl2, HF, CCl3F, CClF3 ≥9919 CH3Cl, CH3Br, C2H2, CF4 ≥9915 C4F6, PH3, C2H2F2, CH3F ≥9910 3　高純氣體 高純氣體必須滿足2 個(gè)條件: 11 主體成分含量必須大于某一定值。 21 各雜質(zhì)組分含量必須小于某一定值。 電子工業(yè)用氣、儀器儀表校準(zhǔn)用的零點(diǎn) 氣、標(biāo)準(zhǔn)氣配制用氣、色譜載氣等均需滿足 以上要求, 可列為高純氣體。

 理論上, 高純氣體的純度= 主體成分含 量= 1- 2 雜質(zhì)含量。事實(shí)上, 用實(shí)驗(yàn)方法直 接準(zhǔn)確測(cè)定高純氣體中主體成分含量是非常 困難的。既使象二氧化碳這類產(chǎn)品, 可以通 過(guò)規(guī)定的方法, 直接測(cè)定得到“純度值”, 但 該值也包含有水分、酸性氣體及其它與強(qiáng)堿 作用的成分。所以說(shuō), 該“純度”也并非理 論意義上的氣體純度。 而另外一種通過(guò)測(cè)定氣體中所含有的所 有雜質(zhì)成分, 計(jì)算求得氣體純度(理論純 度) 的方法, 同樣難以實(shí)現(xiàn)。 那么, 目前市場(chǎng)上高純氣體產(chǎn)品的“純 度”含義又是什么呢? 筆者認(rèn)為, 所謂高純 氣體純度是通過(guò)規(guī)定方法直接測(cè)得或扣除規(guī) 定雜質(zhì)計(jì)算求得的濃度值。這種規(guī)定是生產(chǎn) 者和用戶依據(jù)生產(chǎn)過(guò)程和使用目的共同協(xié)商 的結(jié)果。 評(píng)價(jià)高純氣體的質(zhì)量, 除進(jìn)行“純度”指 標(biāo)評(píng)價(jià)外, 還需依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)定雜質(zhì)進(jìn)行逐 一核對(duì)。

任何一項(xiàng)超出規(guī)定的要求, 都不能 稱之為合格品。表5 給出了高純氦氣的“純 度”及雜質(zhì)含量指標(biāo)要求。 表5　高純氦氣產(chǎn)品的質(zhì)量要求 項(xiàng)目 指　標(biāo) 優(yōu)等品一等品合格品 氦氣純度?% ≥ 9919996 9919993 991999 氖含量?1 0- 6 ≤ 1 2 4 氫含量?1 0- 6 ≤ 011 015 1 氧(氬) 含量?1 0- 6 ≤ 015 1 1 氮含量?1 0- 6 ≤ 1 1 2 一氧化碳含量?10- 6 ≤ 011 012 015 二氧化碳含量?10- 6 ≤ 012 012 015 甲烷含量?1 0- 6 ≤ 011 012 015 水分含量?1 0- 6 ≤ 1 2 3 4　高純氣體的分析 高純氣體分析的核心是對(duì)其中的規(guī)定雜 質(zhì)進(jìn)行定性、定量測(cè)定。由于高純氣體中的 限定雜質(zhì)數(shù)目多, 且含量極低, 通常在10- 6 ～ 10- 7范圍, 因此對(duì)測(cè)試設(shè)備和分析人員均 有較高的要求。