氪氣(Krypton, Kr)是一種稀有氣體,廣泛應用于照明、激光技術、航空航天、半導體制造等領域。在這些應用中, 氪氣的純度 至關重要,因為雜質的存在影響設備性能或產品質量。 一、氪氣純度檢測的重要性 高純氪氣 (通常要求純度≥99.999%)用于: 激光器(如Kr離子激光器) 半導體制造中的摻雜 精密光學器件 氣體放電燈 低純度氪氣 導致: 光源效率下降 設備壽命縮短 工藝不良率上升 二、常見的氪氣純度檢測方法
氣相色譜法(GC) 原理 :利用不同氣體在固定相和流動相之間的分配差異進行分離。 優點 : 分辨率高,可檢測ppm級雜質 可定量分析多種雜質(如O?、N?、CO?、H?等) 缺點 : 需要 設備和操作 對氪氣本身不直接檢測,需通過其他組分判斷
2. 質譜分析(MS) 原理 :將氣體分子電離后按質荷比(m/z)分離,確定其種類和含量。 優點 : 靈敏度高,可檢測痕量雜質 能夠識別未知雜質 缺點 : 儀器昂貴,維護復雜 需要真空環境
3. 紅外光譜法(IR) 原理 :根據氣體對特定波長紅外光的吸收強度來判斷成分。 優點 : 快速、非破壞性 適用于在線監測 缺點 : 對某些氣體(如Kr)吸收較弱 不適合檢測極微量雜質
4. 熱導檢測法(TCD) 原理 :基于氣體熱導率的差異進行檢測。 優點 : 成本較低 可用于檢測氪氣中的常見雜質 缺點 : 靈敏度不如MS或GC 易受溫度波動影響
5. 原子吸收光譜法(AAS) 原理 :通過測量氣體中金屬元素對特定波長光的吸收程度來檢測雜質。 適用場景 :檢測氪氣中金屬雜質(如Fe、Cu、Ni等) 三、氪氣純度檢測標準 | 檢測項目 | 常見標準 | 允許 大含量 | | | | | | 氪氣純度 | GB/T 17873 2017 | ≥99.999% | | 氧氣(O?) | GB/T 17873 2017 | ≤1 ppm | | 氮氣(N?) | GB/T 17873 2017 | ≤10 ppm | | 水分(H?O) | GB/T 17873 2017 | ≤10 ppm | | 總雜質 | GB/T 17873 2017 | ≤100 ppm | 四、檢測流程建議
1. 采樣 :使用惰性氣體采樣袋或不銹鋼采樣瓶采集樣品。
2. 預處理 :去除水分、油污等干擾物質。
3. 檢測 : 使用GC或MS進行定性和定量分析。 可結合TCD或FID作為輔助檢測手段。
4. 數據分析 :對比標準值,判斷是否合格。