高纯氦气在科研领域有哪些具体应用?
在科研领域,高纯氦气有诸多关键应用。在材料科学实验中,它作为保护气体,可防止高温下材料被氧化,比如在金属材料的烧结实验里能营造无氧环境,确保实验结果准确性。
在原子物理实验中,高纯氦气可用于冷却原子,以达到极低的温度,从而研究物理现象。
在气相色谱 - 质谱联用(GC - MS)分析中,超纯氦气作为载气,凭借其化学惰性和高纯度,能够快速地将样品组分带入检测系统,提高分析的灵敏度和准确性。
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高纯氦气的提取工艺有哪些?
高纯氦气主要有以下几种提取工艺。
一是从天燃气中提取。天燃气中含有一定量的氦气,先将天燃气经过预处理除去杂质,如硫化物等。然后通过低温冷凝法,利用氦气与其他气体沸点的差异,在极低温度下使其他气体液化,从而分离出氦气。之后再经过多次精制和提纯,如采用吸附、精馏等方法进一步去除残留的杂质,如氮气、氢气等,得到高纯氦气。
二是从空气中提取。不过空气中氦气含量极低,大约为5.2ppm。需要通过深冷分离法,经过复杂的液化、精馏等步骤,这种方法成本较高,产量较低。
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高纯氦气的纯度标准是多少?
高纯氦气的纯度标准通常要求达到99.999%以上。在一些更为严格的应用场景中,纯度甚至要高达99.9999%。这种高纯度意味着氦气中杂质的含量极低,几乎只有氦原子存在。
例如在半导体制造的某些精细环节,需要这种超高纯度的氦气来提供一个极其稳定、纯净的环境,防止杂质对芯片制造过程产生干扰。同时,在高精度的分析仪器中,如气质联用仪,高纯氦气作为载气,也需要达到超纯的标准才能确保仪器分析结果的准确性。
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