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半导体专用氢气发生器的工作原理主要基于电解水技术,通过一系列复杂而精细的过程,将水电解成高纯度的氢气,供半导体制造过程中使用。
一、电解水基础
电解水是将水分子(贬?翱)在通电的条件下分解成氢气和氧气的过程。这一过程需要电解槽、电源和电极等基本组件。在电解槽中,水被作为电解质,当直流电通过时,水分子在电极上发生氧化还原反应,生成氢气和氧气。
二、半导体专用氢气发生器的组成
半导体专用氢气发生器通常由电解池、电源、控制系统、净化系统以及安全装置等组成。电解池内装有电解质(如氢氧化钾溶液),电极(通常由贵金属如铂、铑或镍、钼等材料制成)则置于电解质中。控制系统负责监控和调整氢气的压力、流量以及纯度,确保输出满足半导体制造的高要求。
叁、工作原理详解
1.电解过程:当电源接通后,电流通过电解质溶液,水分子在阴极(负极)上得到电子,被还原成氢气(贬?)。同时,在阳极(正极)上,水分子失去电子,被氧化成氧气(翱?)。这一过程中,电极上的金属可能作为催化剂,加速反应的进行。
2.气体分离:产生的氢气和氧气在电解槽中被分离,通常通过横隔膜或气液分离器来实现。氢气被收集并导出,而氧气则可能被排放或用于其他用途。
3.净化过程:为了获得高纯度的氢气,还需要对产生的氢气进行净化处理。这通常包括去除水分、氧气和其他杂质,以确保氢气的纯度达到半导体制造的要求。净化过程可能包括吸附、冷凝、过滤等步骤。
4.控制系统:控制系统负责监控和调整氢气的压力、流量以及纯度等参数。通过精确的控制系统,可以确保氢气发生器输出的氢气满足半导体制造过程中的具体需求。
四、安全装置与操作规范
半导体专用氢气发生器通常配备有安全装置,如压力控制、缺水自动监控和漏气自动检测等,以确保设备的安全运行。同时,操作规范也是确保设备正常运行和人员安全的关键。在使用氢气发生器时,应严格遵守操作规范,确保设备的正确安装、调试和维护。