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電子特種氣體是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場(chǎng)需求半導(dǎo)體材料,電子氣體2016年的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為48.02億,占比14%。電子特種氣體中高產(chǎn)品被國(guó)外壟斷,該領(lǐng)域主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)氣體化工、美國(guó)普萊克斯、日本昭和電工、德國(guó)林德集團(tuán)、法國(guó)液化空氣、日本酸素,合計(jì)市場(chǎng)占有率達(dá)85%。據(jù)全球半導(dǎo)體協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),目前常用的電子氣體純氣有60多種,混合氣80多種。據(jù)業(yè)內(nèi)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),從2012年至2016年,國(guó)內(nèi)電子氣體企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)銷售額占中國(guó)晶圓制造電子氣市場(chǎng)需求由3.8%增加至25.0%,雖然國(guó)內(nèi)電子氣體占比有了大幅的提升,但其生產(chǎn)總量仍然無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,電子特種氣體品種及產(chǎn)量亟待提升。
在整個(gè)行業(yè)供應(yīng)鏈中,氣體原料、裝置、運(yùn)輸和客戶十分重要,是氣體供應(yīng)商的利潤(rùn)來(lái)源。如今氣體產(chǎn)品種類繁多,客戶對(duì)氣體產(chǎn)品存在多元化需求,往往在某一終端產(chǎn)品的制造中所需氣體種類達(dá)幾十種以上,出于成本控制、倉(cāng)儲(chǔ)管理、供應(yīng)穩(wěn)定等多方考量,客戶更愿意在一家氣體公司采購(gòu),因此希望氣體公司覆蓋更多的氣體種類;此外,下游的行業(yè)產(chǎn)品精細(xì)化程度不斷提高,客戶所需的產(chǎn)品定制化特點(diǎn)明顯,并希望供應(yīng)商提供氣體運(yùn)輸以及裝置處理、檢修、潔凈、維護(hù)等服務(wù),故而對(duì)氣體公司提出了技術(shù)性、專業(yè)性、綜合性的更高要求。
稱量法是標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的經(jīng)典方法
稱量法是國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的經(jīng)典方法。以往通常使用精密機(jī)械天平作為標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制工具,天平稱量過(guò)程的不確定度評(píng)定和計(jì)算也已經(jīng)有了一套比較成熟的方法。近些年來(lái),隨著電子天平技術(shù)的發(fā)展,利用精密電子天平來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)氣體越來(lái)越多。由于設(shè)備原理和稱量程序的不同,原來(lái)的不確定度評(píng)定方法不完全適用于電子天平的稱量過(guò)程,必須研究新的評(píng)定方法以適應(yīng)新技術(shù)應(yīng)用的需要。
適用范圍
稱量法是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的方法。它只適用于組分之間、組分與氣瓶?jī)?nèi)壁不發(fā)生反應(yīng)的氣體,以及在實(shí)驗(yàn)條件下完全處于氣態(tài)的可凝結(jié)組分。任何可凝結(jié)組分,當(dāng)在較低使用溫度下其分壓超過(guò)它的飽和蒸氣壓的70%時(shí),就不能使用。
高純氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
氣體的作用都是不可小視的,那么今天這種高純氮?dú)?/strong>,我們先來(lái)了解一下它的化學(xué)性質(zhì),只有這樣,才能更深入的了解高純氮?dú)膺@項(xiàng)氣體的性質(zhì),首先,氣體大部分都是無(wú)色透明的,這是一個(gè)基本的常識(shí),但是高純氮?dú)饨M成的氣體會(huì)是什么樣子的呢,今天我們一起來(lái)研究。
由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出,除了NH4 離子外,氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的低點(diǎn),這表明相對(duì)于其它氧化數(shù)的氮的化合物來(lái)講的話,N2是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到 5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點(diǎn)的連線(圖中的虛線)的上方,因此,這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,容易發(fā)生歧化反應(yīng)。在圖中***的一個(gè)比N2分子值低的是NH4 離子。
由氮分子中三鍵鍵能很大,不容易被破壞,因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下,氮?dú)饪梢院蜌錃夥磻?yīng)生成氨。