标准气体的应用及制备的技术

1、标准混合气体的制备

标准混合气体是用一种高纯气体作稀释气再添加一种或几种其它的高纯气体配制而成。标准气体的配制方法主要有称量法、分压法、体积法、渗透法、饱和法、电解法、指数稀释法、流量比混合法等，从气体动力学的角度分为静态配气法和动态配气法。静态配气法是把一定量的气态或蒸气态原料气体回入已知容积的容器中，再充入稀释气体，混匀制得。

2、单一组分的制备方法

制备单一组分标准气体的方法因物质的性质不同而异。对于挥发性较强的液态物质，可利用其挥发作用制备，不能用挥发法制备的可采用化学反应法制备。

标准混合气体配制的技术

1、压力比法：这种方法在配制混合气体时，根据测定各组分的压力，按规定浓度进行配气。

2、静态容量法：目前，***标准仍然沿用静态容量法配气装置配气。

3、重量法：该方法应用高载荷精密天平称量装入钢瓶中的各气体组分，根据各组分的质量比，计算出钢瓶中标准气体的浓度。

4、渗透管法：渗透管是一种提供原料气气源的设备，主要由装原料液的小容器和渗透膜组成。

5、质量流量比法：该方法以流量比率混合的方法进行标准气体的配制，因此流量的准确测定是保证所配制所的关键。

标准气体的分析准度

1、标准气体制备的总则

标准气体的研制过程可分为原料气的纯度分析；称量法成分压制备：气相色谱、化学发光等高精密分析方法标定；性能考察及包装条件等四个环节。标准气体的研制和生产者应确保有针对该标准气体的详细技术资料等和可以复现的描述性文件指导制备过程，并保证制备所需设备的正常使用。所有制备过程应按照预定制备程序进行并受控，避免受到来自外界人或环境的影响。

2、标准气体制备的原料气的纯度分析

标准气体对所提供特性量值的准性要求很高，在制备前应对原料气质量进行控制，如欲制备含量低于 100*10-6的CO、CH4、CO2/N2四元标准气体，对于稀释气体高纯氮，其中相关杂质CO、CH4、CO2的含量必须准确分析定值。很明显，在标准气体的配制过程中氮中的CO、CH4、CO2的含量将全部引入到标准气体中而直接影响定值结果，特别是当配制含量较低的标准气体时，影响更为突出。原料气的纯度分析是一项基础性的研究工作，它直接影响称重法的定值结果。对原料气的分析要解决三个问题，即主体含量、稀释气体中欲配组分的含量和对欲配组分构成干扰的组分含量。这个要求是相当苛刻的，由此必然衍生出对气体分析技术和纯化技术的研究。从这点考虑，在标准气体制备过程中，对分析技术以及纯化技术的要求是相当高的。

高纯***气的介绍

***气的理化性质

分子量：39.948，熔点：-189.2℃

沸点(101.325kPa)：-185.9℃，液体密度(83.78K，68.749kPa)：1416.6kg/m3

气体密度(0℃，101.325kPa)：1.7841kg/m3

相对密度(0℃，101.325kPa，空气=1)：1.380

比容(21.1℃，101.325kPa)：0.6037m3/kg

临界温度：-122.4℃，临界压力：4864kPa

临界密度：530.7kg/m3，熔化热(-189.37℃，68.7kPa)：29.43kJ/kg

汽化热(-185.86℃,101.325kPa)：160.81kJ/kg

比热容(101.325kPa，270K)：Cp=519.16J/(kg·K) Cv=309.82J/(kg·K)

比热比(25℃，101.325kPa，气体)：Cp/Cv=1.669

粘度(101.325kPa,0℃)：0.02083mPa·s

蒸汽压(-191.885℃)：53.33kPa (-181.301℃)：159.99kPa (-178.880℃)：199.98kPa

表面张力(84K)：11.46mN/m

导热系数(101.325kPa，270K)：0.01620W/(m·K)。

氮气切割在实际生产中的用处：

铝、黄铜铝、黄铜对激光有着高反射率、低吸收率，要求高功率来熔化材料。而且要配备反射吸收装置，使不平线性波不反射回透镜，来保护激光器的安全。要求氮气切割。铝的熔点较低3mm厚以下的可用氧气切割，但质量很差，断面而且毛刺坚硬。使用氮气切割断面光滑4mm厚以下能够获得没有获得毛刺的效果。铝粘性大加上的热传导性，熔化物可能没来得及吹走就已经冷却了，所以容易出现毛刺。通过调整焦点，升高气压，降低速度来降低表面粗糙度值，以保证毛刺可轻易清除。

刻蚀刻蚀是一种特殊切割，能量只有基本功率的5%。它仅对材料表面发生作用，主要用来刻蚀标记。氧气刻蚀温度高度，有时表面出现焊渣。集中刻蚀还会因热量集中而损伤零件表面。氮气刻蚀光亮且不损伤表面，可用来刻蚀要求较高的说明文字。氧气切割厚度大、成本低，主要应用于碳钢。氮气的冷却、保护作用提高了切割质量，并且在不锈钢、铝、黄铜的切割中取得良好效果，解决了许多加工难题。