14種工業(yè)氣體有這些你知道嗎

工業(yè)氣體在國家標(biāo)準(zhǔn)《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志》（GB13690-1992）中，通常被劃為第2類壓縮氣體和液化氣體。這類化學(xué)品系指壓縮、液化或加壓溶解的氣體。氣體經(jīng)加壓或降低溫度，可以使氣體分子間的距離大大縮小而被壓入鋼瓶中，這種氣體稱為壓縮氣體（亦稱為永久氣體， 如氧氣、氮?dú)?/a>、氬氣、氫氣等）。對(duì)壓縮氣體繼續(xù)加壓， 適當(dāng)降溫，壓縮氣體就會(huì)變成液體的，稱為液化氣體（如液氯、 液氨、液體二氧化碳等）。此外，還有一種性質(zhì)極為不穩(wěn)定的氣體，加壓后需溶于溶劑中儲(chǔ)存在鋼瓶?jī)?nèi)，這種氣體稱為溶解氣體（如溶解乙炔等）。

具體來說工業(yè)氣體可分為以下14種：

1. 特種氣體(Specialty gases) ：指那些在特定領(lǐng)域中應(yīng)用的, 對(duì)氣體有特殊要求的純氣、高純氣或由高純單質(zhì)氣體配制的二元或多元混合氣。特種氣體門類繁多, 通常可區(qū)分為電子氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣、環(huán)保氣、醫(yī)用氣、焊接氣、殺菌氣等, 廣泛用于電子、電力、石油化工、采礦、鋼鐵、有色金屬冶煉、熱力工程、生化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)研究及診斷、食品保鮮等領(lǐng)域。

2、標(biāo)準(zhǔn)氣體(Standard gases) ：標(biāo)準(zhǔn)氣體屬于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是高度均勻的、良好穩(wěn)定和量值準(zhǔn)確的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn), 它們具有復(fù)現(xiàn)、保存和傳遞量值的基本作用, 在物理、化學(xué)、生物與工程測(cè)量領(lǐng)域中用于校對(duì)( [準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和測(cè)量過程, 評(píng)價(jià)測(cè)量方法的準(zhǔn)確度和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力, 確定材料或產(chǎn)品的特性量值, 進(jìn)行量值仲裁等。大型乙烯廠、合成氨廠及其它石化企業(yè), 在裝置開車、停車和正常生產(chǎn)過程中需要幾十種純氣和幾+百種多組分標(biāo)準(zhǔn)混合氣, 用來校準(zhǔn)、定標(biāo)生產(chǎn)過程中使用的在線分析儀器和分析原料及產(chǎn)品質(zhì)量的儀器。標(biāo)準(zhǔn)氣還可用于環(huán)境監(jiān)測(cè), 有毒的有機(jī)物測(cè)量, 汽車排放氣測(cè)試, 天然氣BTU 測(cè)量, 液化石油氣校正標(biāo)準(zhǔn), 超臨界流體工藝等。標(biāo)準(zhǔn)氣視氣體組分?jǐn)?shù)區(qū)分為二元、三元和多元標(biāo)準(zhǔn)氣體; 配氣準(zhǔn)度要求以配氣允差和分析允差來表征;比較通用的有SE2M I 配氣允差標(biāo)準(zhǔn), 但各公司均有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。組分的最低濃度為10- 6級(jí), 組分?jǐn)?shù)可多達(dá)20余種配制方法可采用重量法, 然后用色譜分析校核, 也可按標(biāo)準(zhǔn)傳遞程序進(jìn)行傳遞。

3、 電子氣體(Electronic gases) ：半導(dǎo)體工業(yè)用的氣體統(tǒng)稱電子氣體。按其門類可分為純氣、高純氣和半導(dǎo)體特殊材料氣體三大類。特殊材料氣體主要用于外延、摻雜和蝕刻工藝；高純氣體主要用作稀釋氣和運(yùn)載氣。電子氣體是特種氣體的一個(gè)重要分支。電子氣體按純度等級(jí)和使用場(chǎng)合，可分為電子級(jí)、LSI(大規(guī)模集成電路) 級(jí)、VLSI (超大規(guī)模集成電路) 級(jí)和ULSI (特大規(guī)模集成電路)級(jí)。

4. 外延氣體(Cpitaxial gases) ：在仔細(xì)選擇的襯底上采用化學(xué)氣相淀積(CVD) 的方法生長(zhǎng)一層或多層材料所用氣體稱為外延氣體。硅外延氣體有4 種, 即硅烷、二氯二氫硅、三氯氫硅和四氯化硅, 主要用于外延硅淀積, 多晶硅淀積, 淀積氧化硅膜, 淀積氮化硅膜, 太陽電池和其他光感受器的非晶硅膜淀積。外延生長(zhǎng)是一種單晶材料淀積并生長(zhǎng)在襯底表面上的過程。此外延層的電阻率往往與襯底不同。

5. 蝕刻氣體(Etching gases) ：蝕刻就是把基片上無光刻膠掩蔽的加工表面如氧化硅膜、金屬膜等蝕刻掉, 而使有光刻膠掩蔽的區(qū)域保存下來, 這樣便在基片表面得到所需要的成像圖形。蝕刻的基本要求是, 圖形邊緣整齊, 線條清晰, 圖形變換差小, 且對(duì)光刻膠膜及其掩蔽保護(hù)的表面無損傷和鉆蝕。蝕刻方式有濕法化學(xué)蝕刻和干法化學(xué)蝕刻。干法蝕刻所用氣體稱蝕刻氣體, 通常多為氟化物氣體, 例如四氟化碳、三氟化氮、六氟乙烷、全氟丙烷、三氟甲烷等。干法蝕刻由于蝕刻方向性強(qiáng)、工藝控制精確、方便、無脫膠現(xiàn)象、無基片損傷和沾污, 所以其應(yīng)用范圍日益廣泛。

6. 摻雜氣體(Dopant Gases)：在半導(dǎo)體器件和集成電路制造中, 將某種或某些雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體材料內(nèi), 以使材料具有所需要的導(dǎo)電類型和一定的電阻率, 用來制造PN結(jié)、電阻、埋層等。摻雜工藝所用的氣體摻雜源被稱為摻雜氣體。主要包括砷烷、磷烷、三氟化磷、五氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氯化硼和乙硼烷等。通常將摻雜源與運(yùn)載氣體(如氬氣和氮?dú)? 在源柜中混合, 混合后氣流連續(xù)流入擴(kuò)散爐內(nèi)環(huán)繞晶片四周, 在晶片表面沉積上化合物摻雜劑, 進(jìn)而與硅反應(yīng)生成摻雜金屬而徙動(dòng)進(jìn)入硅。

7. 熏蒸氣體(Sterilizing Gases) ：具有殺菌作用的氣體稱熏蒸氣體。常用的氣體品種有環(huán)氧乙烷、磷烷、溴甲烷、溴甲醛、環(huán)氧丙烷等。其滅菌原理是利用烷化作用, 使微生物組織內(nèi)維持生命不可缺少的物質(zhì)惰化。最經(jīng)常使用的是以不同比例配制的環(huán)氧乙烷和二氧化碳的混合氣, 根據(jù)用途不同, 環(huán)氧乙烷的含量可以是10%、20%和30%等。也可采用環(huán)氧乙烷和氟利昂12的混合氣,環(huán)氧乙烷與氟利昂11和氟利昂12的混合氣等。殺菌效果與各組分濃度、溫度、濕度、時(shí)間和壓力等因素有關(guān)。熏蒸氣體可以用于衛(wèi)生材料、醫(yī)療器具、化妝品原料、動(dòng)物飼料、糧食、紙鈔、香辣

8. 焊接保護(hù)氣體(Welding Gases)：氣體保護(hù)焊由于具有焊接質(zhì)量好, 效率高, 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)而得以迅速發(fā)展。焊接保護(hù)氣體可以是單元?dú)怏w, 也有二元、三元混合氣。采用焊接保護(hù)氣的目的在于提高焊縫質(zhì)量, 減少焊縫加熱作用帶寬度, 避免材質(zhì)氧化。單元?dú)怏w有氬氣、二氧化碳, 二元混合氣有氬和氧, 氬和二氧化碳, 氬和氦, 氬和氫混合氣。三元混合氣有氦、氬、二氧化碳混合氣。應(yīng)用中視焊材不同選擇不同配比的焊接混合氣。

9. 離子注入氣( Gases for IonImplantation)：離子注入是把離子化的雜質(zhì), 例如P + 、B + 、As+加速到高能量狀態(tài),然后注入到預(yù)定的襯底上。離子注入技術(shù)在控制Vth(閾值電壓) 方面應(yīng)用得最為廣泛。注入的雜質(zhì)量可通過測(cè)量離子束電流而求得。離子注入工藝所用氣體稱離子注入氣, 有磷系、硼系和砷系氣體。

10. 非液化氣體(Nonliquefied Gases)：壓縮氣體依據(jù)于一定壓力和溫度下在氣瓶中的物理狀態(tài)和沸點(diǎn)范圍可以區(qū)分為兩大類, 即液化氣體和非液化氣體。非液化氣體系指除溶解在溶液中的氣體之外, 在2111℃和罐裝壓力下完全是氣態(tài)的氣體。也可定義為在正常地面溫度和13789～17237kPa 壓力下不液化的氣體。

11. 液化氣體( Liquefied Gases )：在2111℃和罐裝壓力下部分液化的氣體?；蚨x為在正常溫度和172142～17237kPa壓力下在氣瓶中液化的氣體。壓縮氣體(Compressed Gases)壓縮氣體是指在2111℃下, 在氣瓶中絕對(duì)壓力超過27518kPa的任何氣體或混合物; 或與2111℃下的壓力無關(guān), 于5414℃下絕對(duì)壓力超過717kPa 的任何氣體或混合物; 或于3718℃下氣體絕對(duì)壓力超27518kPa的任何液體。

12. 稀有氣體(Rare Gases)：元素周期表最后一族的六種惰性氣體中的任何一種氣體, 即氦、氖、氬、氪、氙、氡。前五種氣體均可以空氣分離方法從空氣中提取。

13. 低壓液化氣體(Low Pressure Liquefied Gases) ：臨界溫度大于70℃的氣體。區(qū)分為不燃無毒和不燃有毒、酸性腐蝕性氣體; 可燃無毒和可燃有毒、酸性腐蝕性氣體; 易分解或聚合的可燃?xì)怏w。此類氣體在充裝時(shí)以及在允許的工作溫度下貯運(yùn)和使用過程中均為液態(tài)。包括的氣體品種有一氟二氯甲烷、二氟氯甲烷、二氟二氯甲烷、二氟溴氯甲烷、三氟氯乙烷、四氟二氯乙烷、五氟氯乙烷、八氟環(huán)丁烷、六氟丙烯、氯、三氯化硼、光氣、氟化氫、溴化氫、二氧化硫、硫酰氟、二氧化氮、液壓石油氣、丙烷、環(huán)丙烷、丙烯、正丁烷、異丁烷、1- 丁烯、異丁烯、順- 2-丁烯、反- 2- 丁烯、R142b、R 143a、R152a、氯乙烷、二甲醚、氨、乙胺、一甲胺、二甲胺、三甲胺、甲硫醇、硫化氫、氯甲烷、溴甲烷、砷烷、1, 3—丁二烯、氯乙烯、環(huán)氧乙烷、乙烯基甲醚、溴乙烯。

14. 高壓液化氣體(High Pressure Liquefied Gases) ：臨界溫度大于或等于-10℃且小于或等于70℃的氣體。區(qū)分為不燃無毒和不燃有毒氣體; 可燃無毒和自燃有毒氣體; 易分解或聚合的可燃?xì)怏w。此類氣體充裝時(shí)為液態(tài),但在允許的工作溫度下貯運(yùn)和使用過程中其蒸汽壓隨溫度的升高而升高, 超過臨界溫度時(shí)蒸發(fā)為氣體。所包括的氣體品種有一氧化二氮、二氧化碳、三氟甲烷、三氟氯甲烷、三氟溴甲烷、六氟乙烷、六氟化硫、氙、氯化氫、乙烷、乙烯、1, 1- 二氟乙烯、硅烷、磷烷、氟乙烯、乙硼烷。