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工業(yè)氣體在下游產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用


氧氣

電子工業(yè)應(yīng)用氧氣,除用作助燃?xì)怏w外,還是制造半導(dǎo)體集成電路的氧化氣體,是該行業(yè)不可缺少的高純氣體之一;高純氧氣還是制造光導(dǎo)纖維的重要?dú)怏w原料。

氮?dú)?

保護(hù)氣、載氣

高純氮?dú)馐前雽?dǎo)體集成電路生產(chǎn)工藝不可缺少的保護(hù)氣、載氣。

氮?dú)庠?

大規(guī)模集成電路、彩電顯像管、電視機(jī)和收錄機(jī)元件及半導(dǎo)體元件處理的氮?dú)庠础?

氬氣

1、充填氣、載氣

氬氣是一種稀有、惰性氣體,具有高密度和低導(dǎo)熱性,用于燈泡和各種放電器內(nèi)充填氣,氬常用來填充普通的白熾電燈泡,燈絲在空氣中加熱會(huì)產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象,因此必須抽掉燈泡中的空氣,但空氣抽出后,熾熱的燈絲就容易蒸發(fā)。所以長(zhǎng)時(shí)間使用的燈泡在玻璃內(nèi)壁會(huì)附著一層黑色薄膜。如果把一定數(shù)量的氬氣或氬、氮混合氣體充入燈泡里,就會(huì)增加燈泡內(nèi)部的氣壓。氬氣可以防止燈絲在熾熱時(shí)蒸發(fā),延長(zhǎng)燈絲的壽命。也可用作氣相色譜分析用載氣,還用于激光器和手術(shù)用止血噴槍等。

2、制備半導(dǎo)體材料硅、鍺的精煉和單晶

半導(dǎo)體材料硅、鍺的精煉和單晶的制備過程中,也要用氬氣作環(huán)境氣體,以保護(hù)結(jié)晶成長(zhǎng);還用于半導(dǎo)體制造工藝中的化學(xué)氣相淀積、晶體生長(zhǎng)、熱氧化、外延、擴(kuò)散、多晶硅、鎢化、離子注入、載流、燒結(jié)等。

固態(tài)二氧化碳(干冰)

清潔機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備的內(nèi)部油脂、污垢;集成電路板、焊后焊藥、污染涂層、樹脂、溶劑性涂覆、保護(hù)層以及印刷電路板上光敏抗腐蝕劑等清除。

氫氣

1、在晶體的生長(zhǎng)與襯底的制備、氧化工藝

在晶體的生長(zhǎng)與襯底的制備、氧化工藝中以及化學(xué)氣相淀積(CVD)技術(shù)中,均要用到氫氣。

2、多晶硅的制備

電子工業(yè)中多晶硅的制備需要用到氫。當(dāng)硅用氯化氫生成三氯氫硅SiHCl3后,經(jīng)過分餾工藝分離出來,在高溫下用氫還原,達(dá)到半導(dǎo)體需求的純度。

3、外延工藝

在外延工藝中,用于硅氣相外延:四氯化硅或三氯氫硅在加熱的硅襯底表面與氫發(fā)生反應(yīng),還原出硅沉積到硅襯底上,生成外延層上述過程對(duì)氫的純度要求很高。

4、電子管的填充氣體

對(duì)氫閘管、離子管、激光管等各種充氣電子管的填充氣體純度要求更高,顯像管制造中所使用的氫氣純度大于99.99%。

5、制造非晶硅太陽電池

在制造非晶硅太陽電池中,也用到純度很高的氫氣。光導(dǎo)纖維的應(yīng)用和開發(fā)是新技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一,石英玻璃纖維是光導(dǎo)纖維的主要類型,在制造過程中,需要采用氫氧焰加熱,經(jīng)數(shù)十次沉積,對(duì)氫氣純度和潔凈度都有很高要求。

乙炔

乙炔氣較早的應(yīng)用是用來照明,主要的使用場(chǎng)合為航標(biāo)燈。供給適量空氣,乙炔可以完全燃燒發(fā)出亮白光,在電燈未普及或沒有電力的地方可以用做照明光源。

氦氣

1、充填磷光管

氦、氖、氬和汞蒸氣混合可用于充填磷光管。

2、制成霓虹燈(字模顯示燈)

對(duì)于低壓放電管,在清潔的玻璃管內(nèi),氦產(chǎn)生白黃色的光,氦-氬產(chǎn)生橙色光。氖與氬-氦按不同比例混合,充入各種濾光玻璃管,可制成絢麗多彩的霓虹燈(字模顯示燈)。

3、激光技術(shù)

激光技術(shù)廣泛應(yīng)用氦族氣體。氖-氦連續(xù)激光器廣泛應(yīng)用于功率僅為零點(diǎn)幾瓦應(yīng)用中。貴重氣體離子激光器以非常高的功率密度和在很寬廣的頻率范圍內(nèi)操作。二氧化碳激光器是普通連續(xù)激光器中功率較強(qiáng)和效率較高的,激發(fā)氣體是氦和二氧化碳的混合物。


4、半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)

電子工業(yè)中,氦氣的較大應(yīng)用是半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)。用氦氣作半導(dǎo)體生產(chǎn)過程運(yùn)載氣體,可以安全地將揮發(fā)性物質(zhì)或氣體混合物從發(fā)生源輸送到擴(kuò)散爐管或反應(yīng)器的工作室。

5、高壓電子管轉(zhuǎn)換開關(guān)和調(diào)整管

在某些高壓電子管轉(zhuǎn)換開關(guān)和調(diào)整管中也要用到氦。氦-氬混合氣在電子元件封裝等工藝過程所需的微件焊接中用做保護(hù)氣。用氦氣作半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的運(yùn)載氣體,可以安全地將揮發(fā)性物質(zhì)或氣體混合物從發(fā)生源輸送到擴(kuò)散爐管或反應(yīng)器的工作室。

氖氣

1、電光源

氖氣主要用于填充各種熒光燈、發(fā)光信號(hào)裝置和輝光燈等。對(duì)于低壓放電管,在清潔的玻璃管內(nèi),純氖產(chǎn)生橙色的光,氖與氬、氦按不同比例混合,充入各種濾光玻璃管,可制成絢麗多彩的霓虹燈(字模顯示燈)。氖氣低壓放電管廣泛用做指示燈。由于氖光燈發(fā)出的紅光透射能力強(qiáng),長(zhǎng)期以來氖都被用不來填充各種信號(hào)裝置,作為港口、機(jī)場(chǎng)、車站等水陸交通要地的顯示標(biāo)志。氖與氬、氦和汞蒸氣混合可用于充填磷光管。

2、放射性離子化檢測(cè)器

放射性離子化檢測(cè)器要用氖,在Geiger-Muller計(jì)數(shù)器中要用含氖、氬和氦的混合氣。

3、高壓電子管轉(zhuǎn)換開關(guān)和調(diào)整管

在某些高壓電子管轉(zhuǎn)換開關(guān)和調(diào)整管中,也可以填充氖氣。

4、示蹤粒子檢測(cè)器

在示蹤粒子檢測(cè)器中,氖是火花室和電子流室常用的填充氣。

5、低溫輻射檢測(cè)器

液氖還廣泛用于低溫輻射檢測(cè)器,以及用于空間探索計(jì)劃中其他專門儀表。

6、充填閘流射電管

氖與氬混合可用來充填閘流射電管(thyratron radio tube)。

7、激光技術(shù)

激光技術(shù)廣泛應(yīng)用氦族氣體,氖-氦連續(xù)激光器廣泛應(yīng)用于功率僅為零點(diǎn)幾瓦的光學(xué)應(yīng)用中。

氙氣

電光源

利用氙氣極高的發(fā)光強(qiáng)度,可充填光電管、閃光燈以及有霧航空導(dǎo)航燈,其放電強(qiáng)度甚至超過太陽光的放電強(qiáng)度;氙氣充填的長(zhǎng)弧氙燈,俗稱/小太陽;氙氣穿霧能力特強(qiáng),可用于機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭和廣場(chǎng);氙燈還用于彩色電影的拍攝,具有良好效果。近年來,隨著科技的發(fā)展,氙氣在電子、激光行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,如等離子電視、CT機(jī)等。

氪氣

電光源

用氪來填充白熾燈,可以節(jié)能10%,氬和氪的混合氣廣泛用于充填熒光燈。氪氣可充填級(jí)電子管、實(shí)驗(yàn)室用的連續(xù)紫外光燈等;氪燈節(jié)省電能,使用壽命長(zhǎng)、發(fā)光率高、體積小,如長(zhǎng)壽氪燈是礦井的重要光源;用氪氣還能制成不需要電能的原子燈;氪燈的透射率特別高,可作夜戰(zhàn)中越野戰(zhàn)車的照射燈光、飛機(jī)跑道燈等;氪氣還用于高壓水銀燈、鈉燈、鋯點(diǎn)光源、閃光燈、頻閃觀測(cè)器、電壓管、計(jì)數(shù)放電管和氣體繼電器等。

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