芯片生产的关键材料-氖气是一种什么气体,它来自哪里?

氖气是一种稀有气体,存在于大自然空气中。但是其含量太少,只占空气总比例的百万分之十八。详见附图:

正常空气中各种物质构成比例情况

其中:稀有气体包括(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),这0.939%中99%又都是氩气,虽然氖气比重占到第二位,但是可想而知是少之又少。

稀有气体元素表

说完含量,再来说说它的特性,如果只是含量少也就算了,关键沸点低,想把它从中分离出来就更难了(提取气体大都采用液态空气分离法即先液化再加热蒸发分离),氖气的沸点(-248.6摄氏度)跟氢气(沸点-252.77摄氏度)接近,比氦气的沸点(-268.90摄氏度)高一些,传统的空气分离设备无法把它们三个给液化。要想提取氖气和氦气,必须用深度冷却法。通常需要用液氢或液氦才能把氖气给液化。

就目前技术方法而言,高纯度氖气的流程步骤:深冷法空分设备浓缩-除氢-除氮-低温吸附-氖氦分离等。最难的步骤是氖氦分离,这也是为什么所有的高纯氖气生产工艺研究,都是重点关注怎样把氖气中微量的氦气去掉。(涉及复杂工艺这里不再深入,只作简单原理介绍)。

时间关系,今天先介绍到这里,与氖气相关的知识,后续还将进一步介绍,感兴趣的读者请关注!

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