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工業(yè)氣體在下游產(chǎn)業(yè)的應用


氧氣

電子工業(yè)應用氧氣,除用作助燃氣體外,還是制造半導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纖維的重要氣體原料。

氮氣

保護氣、載氣

高純氮氣是半導體集成電路生產(chǎn)工藝不可缺少的保護氣、載氣。

氮氣源

大規模集成電路、彩電顯像管、電視機和收錄機元件及半導體元件處理的氮氣源。

氬氣

1、充填氣、載氣

氬氣是一種稀有、惰性氣體,具有高密度和低導熱性,用于燈泡和各種放電器內充填氣,氬常用來(lái)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(cháng)時(shí)間使用的燈泡在玻璃內壁會(huì )附著(zhù)一層黑色薄膜。如果把一定數量的氬氣或氬、氮混合氣體充入燈泡里,就會(huì )增加燈泡內部的氣壓。氬氣可以防止燈絲在熾熱時(shí)蒸發(fā),延長(cháng)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、制備半導體材料硅、鍺的精煉和單晶

半導體材料硅、鍺的精煉和單晶的制備過(guò)程中,也要用氬氣作環(huán)境氣體,以保護結晶成長(cháng);還用于半導體制造工藝中的化學(xué)氣相淀積、晶體生長(cháng)、熱氧化、外延、擴散、多晶硅、鎢化、離子注入、載流、燒結等。

固態(tài)二氧化碳(干冰)

清潔機器人、自動(dòng)化設備的內部油脂、污垢;集成電路板、焊后焊藥、污染涂層、樹(shù)脂、溶劑性涂覆、保護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(cháng)與襯底的制備、氧化工藝

在晶體的生長(cháng)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。當硅用氯化氫生成三氯氫硅SiHCl3后,經(jīng)過(guò)分餾工藝分離出來(lái),在高溫下用氫還原,達到半導體需求的純度。

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,還原出硅沉積到硅襯底上,生成外延層上述過(guò)程對氫的純度要求很高。

4、電子管的填充氣體

對氫閘管、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(yáng)電池

在制造非晶硅太陽(yáng)電池中,也用到純度很高的氫氣。光導纖維的應用和開(kāi)發(fā)是新技術(shù)革命的重要標志之一,石英玻璃纖維是光導纖維的主要類(lèi)型,在制造過(guò)程中,需要采用氫氧焰加熱,經(jīng)數十次沉積,對氫氣純度和潔凈度都有很高要求。

乙炔

乙炔氣較早的應用是用來(lái)照明,主要的使用場(chǎng)合為航標燈。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(méi)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)

對于低壓放電管,在清潔的玻璃管內,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)廣泛應用氦族氣體。氖-氦連續激光器廣泛應用于功率僅為零點(diǎn)幾瓦應用中。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操作。二氧化碳激光器是普通連續激光器中功率較強和效率較高的,激發(fā)氣體是氦和二氧化碳的混合物。


4、半導體器件的生產(chǎn)

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

5、高壓電子管轉換開(kāi)關(guān)和調整管

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

氖氣

1、電光源

氖氣主要用于填充各種熒光燈、發(fā)光信號裝置和輝光燈等。對于低壓放電管,在清潔的玻璃管內,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,長(cháng)期以來(lái)氖都被用不來(lái)填充各種信號裝置,作為港口、機場(chǎng)、車(chē)站等水陸交通要地的顯示標志。氖與氬、氦和汞蒸氣混合可用于充填磷光管。

2、放射性離子化檢測器

放射性離子化檢測器要用氖,在Geiger-Muller計數器中要用含氖、氬和氦的混合氣。

3、高壓電子管轉換開(kāi)關(guān)和調整管

在某些高壓電子管轉換開(kāi)關(guān)和調整管中,也可以填充氖氣。

4、示蹤粒子檢測器

在示蹤粒子檢測器中,氖是火花室和電子流室常用的填充氣。

5、低溫輻射檢測器

液氖還廣泛用于低溫輻射檢測器,以及用于空間探索計劃中其他專(zhuān)門(mén)儀表。

6、充填閘流射電管

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

7、激光技術(shù)

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

氙氣

電光源

利用氙氣極高的發(fā)光強度,可充填光電管、閃光燈以及有霧航空導航燈,其放電強度甚至超過(guò)太陽(yáng)光的放電強度;氙氣充填的長(cháng)弧氙燈,俗稱(chēng)/小太陽(yáng);氙氣穿霧能力特強,可用于機場(chǎng)、車(chē)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(lái),隨著(zhù)科技的發(fā)展,氙氣在電子、激光行業(yè)得到了廣泛應用,如等離子電視、CT機等。

氪氣

電光源

用氪來(lái)填充白熾燈,可以節能10%,氬和氪的混合氣廣泛用于充填熒光燈。氪氣可充填級電子管、實(shí)驗室用的連續紫外光燈等;氪燈節省電能,使用壽命長(cháng)、發(fā)光率高、體積小,如長(cháng)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,可作夜戰中越野戰車(chē)的照射燈光、飛機跑道燈等;氪氣還用于高壓水銀燈、鈉燈、鋯點(diǎn)光源、閃光燈、頻閃觀(guān)測器、電壓管、計數放電管和氣體繼電器等。

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