超纯氮气
关键质量指标:
纯度:99.999%(5N)至99.9999%(6N)或更高。
氧含量:< 1 ppm(甚至< 0.1 ppm)。
水含量(露点):< -70°C(甚至< -80°C)。
烃含量:< 0.1 ppm。
颗粒物:< 0.01μm,计数达标。
产品分类: 超纯气
中文名称:超纯氮气
产品纯度:99.9999%(6N)
包装规格:44L
充装量:5.5立方
充装压力:13.5mpa
英文名称:Nitrogen
分子式:N2
超纯氮气(纯度通常≥99.999%,关键杂质如水分、氧、烃类、一氧化碳、二氧化碳等含量极低)是工业气体中应用最广泛的高纯气体之一。其核心特性是化学惰性、干燥性和保护性,使其在众多领域成为防止氧化、污染和降解的关键材料。
一、 核心特性
1、惰性:氮气化学性质稳定,不易与其他物质反应。
2、干燥:经过深度纯化,露点极低(如-70°C以下)。
3、洁净:颗粒物和金属离子等杂质含量被控制在极低水平(ppb级)。
4、安全性:无毒、无味、不燃不爆。
二、 主要应用领域
1. 电子与半导体工业(最大应用领域)
这是对氮气纯度和洁净度要求最高的领域。
气氛保护与清洗:在芯片制造、封装、测试的各个环节,用超纯氮气吹扫,排除空气(氧气、水汽),防止电路氧化和污染。
化学气相沉积(CVD):作为载气或稀释气,输送反应前驱体,并维持反应室压力。
光刻:在涂胶、曝光、显影后用于干燥晶圆。
退火:在高温退火过程中提供惰性保护气氛,防止材料性质改变。
电子元件生产:LED、LCD、太阳能电池板制造中,用于保护高温下的敏感材料。
2. 分析测试与仪器
载气和吹扫气:作为气相色谱(GC)、液相色谱(LC-MS)、质谱仪等分析仪器的载气或离子源吹扫气,其纯度直接影响基线稳定性和检测精度。
实验室通用保护气:保护精密仪器、标准样品,或为对氧/水敏感的实验提供惰性环境(如手套箱)。
3. 食品与制药行业
气调包装:充入食品包装袋,替代氧气,抑制微生物生长和油脂氧化,大幅延长保质期(如薯片、坚果、高端食材)。
制药过程保护:在药品生产、储存和灌装过程中,提供惰性环境,防止活性成分被氧化变质。
生物制品保存:用于保存血液、细胞、菌种等生物样本。
4. 金属热处理与焊接
光亮退火/淬火:不锈钢、硅钢等材料在高温下用超纯氮气保护,可得到光亮表面,无氧化层,免去后续酸洗。
激光切割/焊接保护:用于钛合金、铝合金等高活性金属的加工,防止切割面/焊缝氧化,提高质量。
气氛烧结:粉末冶金中,作为保护气氛。
5. 石化与化工
系统吹扫与置换:在设备检修、开车前,用氮气置换管道和反应器内的可燃或有毒气体,确保安全。
催化剂保护:在催化剂再生、钝化过程中使用。
产品输送:利用氮压将易燃易爆液体安全地从一个容器压送至另一个容器。
6. 新兴技术领域
锂电池制造:在极片涂布、烘烤、注液、封装等几乎所有工序中,都需要超纯氮气保护,防止电极材料和电解液与水和氧气反应,这是保证电池性能和安全性的关键。
光纤制造:预制棒沉积和拉丝过程中,作为保护气。
3D打印(金属):选择性激光熔化(SLM)等工艺中,使用氮气创造无氧环境,防止金属粉末高温氧化,并控制成型件性能。
三、 生产与纯化技术
超纯氮气通常通过以下组合工艺获得:
来源:主要来自空气分离装置(深冷空分法或变压吸附法)生产的普通氮气(纯度99%~99.9%)。
纯化:
催化脱氧:通过催化剂使氮气中残留的氧气与氢气反应生成水。
深度干燥:使用分子筛等吸附剂去除水分和二氧化碳。
精密过滤:使用终端高精度过滤器(如0.01μm甚至0.003μm)去除颗粒物和金属离子。
输送:通过电抛光不锈钢(EP管)或高洁净度的BA管组成的管道系统输送,防止二次污染。
四、 关键质量指标
纯度:99.999%(5N)至99.9999%(6N)或更高。
氧含量:< 1 ppm(甚至< 0.1 ppm)。
水含量(露点):< -70°C(甚至< -80°C)。
烃含量:< 0.1 ppm。
颗粒物:< 0.01μm,计数达标。
总结
超纯氮气是现代工业的“保护神”和“清洁剂”。从确保我们手机芯片的可靠运行,到保障零食的酥脆可口,再到驱动新能源汽车电池的高效安全,其应用已渗透到高端制造和日常生活的方方面面。随着半导体、新能源、生物医药等产业的升级,对超纯氮气的纯度、稳定性和供应可靠性的要求将愈发严苛。
超纯氮气关键质量指标:
纯度:99.999%(5N)至99.9999%(6N)或更高。
氧含量:< 1 ppm(甚至< 0.1 ppm)。
水含量(露点):< -70°C(甚至< -80°C)。
烃含量:< 0.1 ppm。
颗粒物:< 0.01μm,计数达标。
一、 主要应用领域
1. 电子与半导体工业(最大应用领域)
这是对氮气纯度和洁净度要求最高的领域。
气氛保护与清洗:在芯片制造、封装、测试的各个环节,用超纯氮气吹扫,排除空气(氧气、水汽),防止电路氧化和污染。
化学气相沉积(CVD):作为载气或稀释气,输送反应前驱体,并维持反应室压力。
光刻:在涂胶、曝光、显影后用于干燥晶圆。
退火:在高温退火过程中提供惰性保护气氛,防止材料性质改变。
电子元件生产:LED、LCD、太阳能电池板制造中,用于保护高温下的敏感材料。
2. 分析测试与仪器
载气和吹扫气:作为气相色谱(GC)、液相色谱(LC-MS)、质谱仪等分析仪器的载气或离子源吹扫气,其纯度直接影响基线稳定性和检测精度。
实验室通用保护气:保护精密仪器、标准样品,或为对氧/水敏感的实验提供惰性环境(如手套箱)。
3. 食品与制药行业
气调包装:充入食品包装袋,替代氧气,抑制微生物生长和油脂氧化,大幅延长保质期(如薯片、坚果、高端食材)。
制药过程保护:在药品生产、储存和灌装过程中,提供惰性环境,防止活性成分被氧化变质。
生物制品保存:用于保存血液、细胞、菌种等生物样本。
4. 金属热处理与焊接
光亮退火/淬火:不锈钢、硅钢等材料在高温下用超纯氮气保护,可得到光亮表面,无氧化层,免去后续酸洗。
激光切割/焊接保护:用于钛合金、铝合金等高活性金属的加工,防止切割面/焊缝氧化,提高质量。
气氛烧结:粉末冶金中,作为保护气氛。
5. 石化与化工
系统吹扫与置换:在设备检修、开车前,用氮气置换管道和反应器内的可燃或有毒气体,确保安全。
催化剂保护:在催化剂再生、钝化过程中使用。
产品输送:利用氮压将易燃易爆液体安全地从一个容器压送至另一个容器。
6. 新兴技术领域
锂电池制造:在极片涂布、烘烤、注液、封装等几乎所有工序中,都需要超纯氮气保护,防止电极材料和电解液与水和氧气反应,这是保证电池性能和安全性的关键。
光纤制造:预制棒沉积和拉丝过程中,作为保护气。
3D打印(金属):选择性激光熔化(SLM)等工艺中,使用氮气创造无氧环境,防止金属粉末高温氧化,并控制成型件性能。
二、 生产与纯化技术
超纯氮气通常通过以下组合工艺获得:
来源:主要来自空气分离装置(深冷空分法或变压吸附法)生产的普通氮气(纯度99%~99.9%)。
纯化:
催化脱氧:通过催化剂使氮气中残留的氧气与氢气反应生成水。
深度干燥:使用分子筛等吸附剂去除水分和二氧化碳。
精密过滤:使用终端高精度过滤器(如0.01μm甚至0.003μm)去除颗粒物和金属离子。
输送:通过电抛光不锈钢(EP管)或高洁净度的BA管组成的管道系统输送,防止二次污染。
三、 关键质量指标
纯度:99.999%(5N)至99.9999%(6N)或更高。
氧含量:< 1 ppm(甚至< 0.1 ppm)。
水含量(露点):< -70°C(甚至< -80°C)。
烃含量:< 0.1 ppm。
颗粒物:< 0.01μm,计数达标。



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