一种气体纯化器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气体纯化器。该纯化器的核心是将金属铝(固体)溶解在金属镓(液体)中，形成一种镓铝合金(液体形态)，该合金放在一个不锈钢容器中。不锈钢容器上含有气体入口和气体出口，气体入口插入镓铝合金中，气体出口在镓铝合金上面。当气体通过镓铝合金中，气体中的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等含有氧元素的气体都被镓铝合金吸收。在通过该纯化器后气体中，氧含量通常在ppb(十亿分之一)量级。在气体入口上含有一个防镓铝合金逆流装置，防止镓铝合金逆流从气体入口反向喷出。该纯化器可以纯化氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气等)，适合半导体工业中气体使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体纯化器，特别是纯化氢气、氮气、惰性气体、还原性气体等中含有氧元素的杂质。
技术介绍
半导体工业中，经常需要氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气、硅化氢等)，并且需要这些气体具有“超高纯度”，尤其是需要具极有低级含量的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等杂质。市场上的气体纯化器，通常是用铝、镁、锆等“活泼金属”担当吸气剂。当氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气、硅化氢等)通过这些活泼金属时，其中的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳被这些金属吸收，气体得到纯化。然而这些活泼金属都是固体，当固体的表面吸收含氧元素后，变成金属氧化物，在金属表面结成一层“壳”，这一层“壳”阻碍了固体内部的金属进一步吸收。金属招为固体。金属镓的熔点为30°C,通常为液体。由于招和镓都属于IIIA族元素，两者相溶性较好。在300°C时，铝在镓中的溶解度达到5%以上。提高温度，铝在镓中的溶解度还会增加。当需要纯化的气体通过镓铝合金时，气体中含氧杂质被铝(一种活泼金属)吸收，生成铝的氧化物浮在镓铝合金表面，不会象固体材料那样在表面结成一层“壳”。
技术实现思路
一种气体纯化器，该纯化器包含一种镓铝合金一由金属铝(固体)溶解在金属镓(液体)中形成镓铝合金(I)，该材料放在一个不锈钢容器(2)中。不锈钢容器(2)上含有气体入口(3)和气体出口(4)，气体入口(3)插入镓铝合金(I)中，气体出口(4)在镓铝合金(I)上面。当气体通过镓铝合金(I)中，气体中的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等含氧元素的杂质气体都被金属铝吸收，生成铝的氧化物浮在镓铝合金表面。在气体入口(3)上含有一个防镓铝合金逆流装置(5)，防止镓铝合金(I)逆流从气体入口(3)反向喷出。该纯化器可以纯化氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气、硅化氢等)。镓铝合金(I)放置在不锈钢容器(2)内。不锈钢容器(2)的外壳通常用加热器加热恒温。恒温温度在500°C以下。给镓铝合金(I)加热，一是可以增加铝在镓中的溶解度，二是增加金属铝的化学活性，提高铝吸收氧杂质的化学反应速度。通常情况下，会向镓铝合金放入过多的固体金属铝块(7)。当镓铝合金⑴中的液体铝由于吸收氧杂质而消耗时，固体铝块(7)就会进一步溶解在镓中形成液体铝，以维持镓铝合金(I)中铝的含量稳定，直到所有固体铝块消耗完为止。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。其中:1是镓铝合金。2是不锈钢容器。3是气体入口。4是气体出口。5是防镓铝合金逆流装置。当气体反流时所有液体流向该装置内，不会从气体入口喷出。6是加热器(含恒温控制器)。7是铝块。具体实施方式图1是本专利技术的具体实施方式示意图。纯化器包含一种镓铝合金(I)——由金属铝(固体)溶解在金属镓(液体)中形成，该材料放在一个不锈钢容器(2)中。不锈钢容器(2)上含有气体入口(3)和气体出口(4)，气体入口(3)插入镓铝合金(I)中，气体出口(4)在镓铝合金(I)上面。当气体通过镓铝合金(I)中，气体中的氧气、水、二氧化碳、一氧化碳等含氧元素的杂质气体都被金属铝吸收，生成铝的氧化物浮在镓铝合金的表面。在气体入口(3)上含有一个防镓铝合金逆流装置(5)，防止镓铝合金(I)逆流从气体入口(3)反向喷出。该纯化器可以纯化氢气、氮气、惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)、还原性气体(砷化氢、磷化氢、氨气、硅化氢等)。不锈钢容器(2)的外壳用加热器(6)加热恒温至350°C。给镓铝合金加热，一是可以增加铝在镓中的溶解度，二是增加金属铝的化学活性，提高铝吸收氧杂质的化学反应速度。另外，在镓铝合金放入过多的固体铝块(7)。当镓铝合金中的液体铝由于吸收氧杂质而消耗时，固体铝块(7)就会进一步溶解在镓中形成液体铝，以维持镓铝合金中铝的含量稳定，直到所有固体铝消耗完为止。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体纯化器，其特征在于：该气体纯化器包含一种镓铝合金(1)，该镓铝合金(1)放在一个不锈钢容器(2)中；不锈钢容器(2)上有气体入口(3)和气体出口(4)，气体入口(3)插入镓铝合金(1)中，气体出口(4)在镓铝合金(1)上面；当气体通过镓铝合金(1)时，气体中的含氧元素的杂质气体都被该镓铝合金(1)吸收；在气体入口(3)上有一个防镓铝合金逆流装置(5)，防止镓铝合金(1)逆流而从气体入口(3)喷出。

【技术特征摘要】
1.一种气体纯化器，其特征在于:该气体纯化器包含一种镓铝合金(I)，该镓铝合金(I)放在一个不锈钢容器(2)中；不锈钢容器(2)上有气体入口(3)和气体出口(4)，气体入口(3)插入镓铝合金(I)中，气体出口(4)在镓铝合金(I)上面；当气体通过镓铝合金(I)时，气体中的含氧元素的杂质气体都被该镓铝合金(I)吸收；在气体入口(3)上有一个防镓铝合金逆流装置(5)，防止镓铝合金(I)逆流而从气体入口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥林，
申请(专利权)人：刘祥林，
类型：实用新型
国别省市：