在现代科技的宏大舞台上,高纯气体宛如一群默默奉献的幕后英雄,虽鲜少被大众直接感知,却在诸多关键领域发挥着不可替代的核心作用。
高纯气体,作为气体工业中的专业术语,通常是指借助现代先进提纯技术,能够达到特定高纯度等级的气体。不同类别的气体,其纯度指标也各有差异。以氮、氢、氩、氦为例,纯度等于或高于 99.999% 的方可称为高纯气体;而氧气,纯度达到 99.99% 便属于高纯氧范畴;对于碳氢化合物,纯度为 99.99% 即可视作高纯气体。
从分子结构角度划分,高纯气体涵盖有机高纯气体和无机高纯气体两大阵营。有机高纯气体中,烷烃类包含甲烷、乙烷等;烯烃类有乙烯、丙烯等;炔烃类诸如乙炔等;此外,还有二甲醚等其他类别。无机高纯气体则更为丰富,像我们赖以生存的空气,以及氢气、氧气、氮气、氩气、氦气等单质气体,氨气、氯气、二氧化硫等化合物气体,乃至三氟化硼、四氟化碳等特殊气体都位列其中。
高纯气体的应用领域极为广泛,犹如一张紧密交织的大网,覆盖了众多高端产业。在半导体工业这一前沿阵地,高纯氮、氢、氩、氦发挥着运载气和保护气的关键作用,为精密的半导体制造过程保驾护航。以氮气为例,因其化学惰性和不导电特性,在现代化半导体制造厂中,每小时的使用量可达 50,000 立方米之多,有效保护硅晶片免受空气中活性氧和水分的侵扰。氢气在硅晶片的退火、外延、沉积以及等离子清洗等环节都大显身手。在航空航天领域,高纯氦气用于净化氢气系统、调节压力,还作为气象和观测气球的浮力来源。在医疗保健方面,高纯氦气作为磁共振和核磁共振超导磁体的吸气致冷剂,能达到极低温度,助力获取高分辨率的人体内部图像,为疾病诊断提供有力支持。
随着科技的迅猛发展,对高纯气体的需求呈现出爆发式增长态势,同时对其纯度和质量的要求也愈发严苛。在半导体制造迈向 3nm 及更先进制程的进程中,对气体中污染粒子的控制已准确到万亿分之一(ppt)级别。为满足这一需求,科研人员不断探索创新,开发出更为先进的提纯技术,如变压吸附、膜分离等技术的融合应用,大幅提升了高纯气体的制备水平。
高纯气体,这位现代科技的隐形支柱,正凭借其独特的性质和卓越的功能,持续推动着各个领域的创新发展,在未来科技的蓝图中,必将描绘出更加绚烂多彩的篇章。