超纯氢气在半导体行业中,超纯氢具有广泛的应用。
在大规模和超大规模集成电路的制作过程中,需要使用大量的高纯氢气甚至超纯氢气作为配置SiH4/H2等混合气的底气。
电子管的阳极、阴极、栅极等器件的制作,必须要用超纯氢气进行专门的烧氢处理。
非晶硅太阳能电池的主材非晶硅膜制造时,要采用体积分数在99.999%以上的氢和硅烷的混合气。
此外,光导纤维的主要类型是石英玻璃纤,在光纤预制棒、光缆和光电元器件的制造过程中,均需氢氧焰加热(1200-1500℃),对氢气的纯度和洁净度的要求都很高。
此外,高纯氢气还是精细化工和医药中间体产品的制造原料之一,其纯度对产品质量和能耗影响很大。同时,高纯氢气在石化工业中也有广泛应用。因此,可以说超纯氢是现代电子、光纤、石化等方面的重要原料。
超纯氢在各种领域有着广泛的应用。在玻璃制造的高温加工过程和电子微芯片的制造中,通常会加入氮气保护气中的氢气以去除残余的氧。同时,超纯氢也在石化工业中被广泛使用,例如通过加氢处理去硫和氢化裂解来提炼原油。
此外,超纯氢还用于对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂等产品中的脂肪进行氢化。而在半导体行业中,超纯氢常作为配置SiH4/H2等混合气的底气,其纯度对产品质量和能耗影响很大。
需要注意的是,氢气在制备过程中普遍存在一定杂质,因此对氢气进行除杂提纯是必要的。目前,国内外有三种主要的超纯氢生产方法:钯合金扩散膜(或管)分离法、储氢合金吸放法、低温吸附法。其中,钯合金扩散膜法虽然效果优秀,但膜(管)的成本较高。
氢气是一种易燃易爆的气体,其安全使用至关重要。在使用氢气时,需要严格遵守相关规定以防止可能的危险。在中国,相关安全技术规程由《氢气使用安全技术规程》(GB 4962-2008)进行规定。这些规程涵盖了气态氢在在使用、置换、储存、压缩与充(灌)装、排放过程以及消防与紧急情况处理、安全防护方面的要求。
由于氢气自身无色无味,燃烧火焰也很难肉眼发现,因此气体检测和火焰检测对于用氢安全非常重要。同时,氢气的制备、存储、运输和使用等环节都需要特殊的氢气安全技术以及对作业人员进行专门的培训。此外,由于氢气的存储需要低温或高压,以及金属的氢脆反应等问题都会带来危险。
氢气的使用传统上广泛分布在各种工业领域,如化学工业中作为制氨的基础物质,水泥,钢铁,玻璃等高耗能行业使用绿氢替代化石燃料以实现碳减排,以及航天工业中作为火箭燃料等。然而,无论在哪种场合下使用氢气,都必须确保用氢安全是头等大事。
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