特种气体的奥秘：定义、分类与广泛应用
发布时间：
2025-12-22
什么是特种气体？特种气体，这一在特定领域中发挥关键作用的纯气、高纯气或二元、多元混合气体，究竟是何方神圣？其应用又遍布哪些行业？接下来，让我们一起走进特种气体的奇妙世界，探寻其分类与用途。
一.特种气体概述
① 特种气体定义与分类
特种气体，通常指那些在特定应用领域中，对气体纯度或成分有特殊要求的纯气、高纯气或由高纯单质气体精心配制的二元、多元混合气体。这类气体在电子、标准物质和高纯应用三大领域发挥着不可或缺的作用。
② 特种气体的广泛应用
特种气体因其独特性质，在众多行业中发挥着不可或缺的作用。无论是电子行业中的微电子制造，还是标准物质领域中的校准与检测，亦或是高纯应用中的化学分析，特种气体都扮演着举足轻重的角色。
二.高纯气体
高纯气体，是指经过现代提纯技术所达到的特定纯度等级的气体。不同类型气体的纯度标准有所差异，例如氮、氢、氩、氦等常被定义为纯度达到或超过99.999%的高纯气体；而氧气若纯度达到99.99%，则可被称为高纯氧；对于碳氢化合物，纯度为99.99%的即可被认定为高纯气体。高纯气体的应用范围广泛，涵盖了半导体工业中的运载气和保护气，以及混合气体的配制等。
此外，高纯气体还可进一步细分为有机高纯气体和无机高纯气体。
① 有机高纯气体
a、烷烃类：甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、环丙烷（cyc-C3H6）、正丁烷（n-C4H10）、异丁烷（i-C4H10）、正戊烷（n-C5H12)、新戊烷（neo-C5H12）、氯甲烷（CH3Cl）、氯乙烷（C2H5Cl）、三氟甲烷（CHF3）、环氧乙烷（C2H4O）、砷烷（AsH3）、磷烷（PH3）、硼烷（B2H6）、硅烷（SiH4）等；
b、烯烃类：乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丙二烯（C3H4==）、1-丁烯（1-C4H8）、异丁烯（i-C4H8)、反-2-丁烯（t-2-C4H8）、顺-2-丁烯（c-2-C4H8）、1.2-丁二烯（1.2-C4H6）、1.3-丁二烯（1.3-C4H6）、氯乙烯（C2H3Cl）等；
c、炔烃类：乙炔（C2H2）、1-丁炔（1-C4H6）、2-丁炔（2-C4H6）、甲基乙炔（C3H4）、乙烯基乙炔（C4H4=≡）等。
② 无机高纯气体
a、惰性气体：空气（Air）、氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氖气（Ne）、氪气（Kr）、氙气（Xe）等，这些气体在工业和科研领域具有广泛的应用；
b、其他常见气体：氨气（NH3）、氯气（Cl2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、二氧化氮（NO2）、氧化亚氮（N2O）、氧硫化碳（COS）、氯化氢（HCl）、溴化氢（HBr）、硫化氢（H2S）等，这些气体在化工、环保、医疗等领域发挥着重要作用；
c、氟化物和氯化物：三氟化硼（BF3）、三氯化硼（BCl3）、四氟化碳（CF4）、四氟化硅（SiF4）、四氯化硅（SiCl4）、六氟化硫（SF6）等，这些气体在电子、半导体和光学领域具有独特的应用。
③ 常见高纯气体的用途
环氧乙烷是一种重要的工业原料，广泛应用于生产增塑剂、润滑剂等；氯甲烷不仅是一种甲基化剂，还可用于制备致冷剂和发泡剂；氯乙烷在烟雾剂、冷冻剂、汽油抗震剂以及局部麻醉剂方面有着广泛的应用；二甲醚在喷气推进、制冷和麻醉等方面发挥着关键作用；甲硫醇则主要用于合成染料、医药和农药；乙炔可直接用于金属切割焊接和原子吸收操作；而乙烯基乙炔则主要作为氯丁橡胶的原料。
三.标准气体
标准气体，作为一种校正测量仪器、评价测定方法以及给出未知样品气标准值的关键气体，在多个领域发挥着重要作用。它主要包括调整零位用标准气体、监测环境用标准气、工业分析用标准气体、医疗仪器用标准气体、可燃性气体泄漏用标准气体以及燃烧器尾气用标准气体等六大类。通过使用标准气，即使在不同的测定场所，也能确保获得一致的测定结果。标准气体的应用广泛，涵盖化工、石油、冶金、机械、航天等多个工业部门，同时也在医疗、汽车、光纤等领域发挥着重要作用。特别是在石油化工领域，对标准气体的需求量极大，因为大型石油化工装置在开车、停车和正常运行过程中，需要大量的纯气和多组分标准混合气来进行仪表校准和原料产品检测。这些标准气体对于装置的稳定运行和产量提升具有重要意义。
四.电子气体
电子气体在半导体工业中扮演着至关重要的角色。根据其纯度等级和特定应用场合，电子气体可分为电子级、LSI（大规模集成电路）级、VLSI（超大规模集成电路）级以及ULSI（特大规模集成电路）级。近年来，随着中国超大规模集成电路、平板显示器和光伏发电等产业的迅猛发展，智研数据研究中心也指出，电子气体的需求量正在持续攀升。
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