在高端制造、半導體、食品保鮮、醫療及激光等對氣體純度要求極高的行業中,高純二氧化碳(CO?)作為關鍵原料或保護氣體,其雜質含量直接影響工藝穩定性和產品品質。
其中,氮氣(N?)作為常見背景氣體雜質,雖化學性質穩定,但其殘留量過高會稀釋有效氣體濃度,干擾精密工藝,甚至引發設備故障。因此,氮氣檢測成為高純二氧化碳質量控制體系中不可或缺的一環。
根據2022年5月1日正式實施的國家標準 GB/T 23938—2021《高純二氧化碳》,高純二氧化碳按純度劃分為三個等級:≥99.99%、≥99.995% 和 ≥99.999%(摩爾分數)。
對應地,氮氣含量上限分別為 <60 ppm、<30 ppm 和 <3 ppm。這一分級體系體現了對高端應用場景日益精細化的需求,尤其是99.999%級產品,氮氣控制已進入“亞ppm”級別,對檢測精度提出極高要求。
標準第7.3條明確規定,氮氣含量的測定應按 GB/T 28726《氣體分析 氦離子化氣相色譜法》執行。該方法利用氦離子化檢測器(HID)對包括氮氣在內的多種無機氣體具有高靈敏度和良好線性響應,特別適用于高純氣體中痕量雜質的分析。
同時,標準允許采用其他等效方法,但若對結果存在爭議,必須以 GB/T 28726 為仲裁方法,確保檢測結果的權威性與可比性。
值得注意的是,氮氣檢測并非孤立進行。在實際純度計算中(見標準公式1),氮氣含量與其他雜質(如H?、O?、CO、總烴、水分)共同參與計算,直接影響最終CO?純度值。因此,精準的氮氣檢測不僅是合規要求,更是保障產品性能和客戶信任的技術基石。
綜上,企業應建立基于國標的氮氣檢測流程,配備符合要求的分析儀器,定期校準,并嚴格遵循采樣規范(見附錄A),以確保高純二氧化碳產品穩定達標,滿足日益嚴苛的市場準入門檻。