多晶硅还原炉和氢化炉尾气成分的测定 .doc

前 言 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）提出并归口。 本标准负责起草单位：四川新光硅业科技有限责任公司。 本标准参加起草单位：天威四川硅业有限责任公司、乐山乐电天威硅业科技有限责任公司。 多晶硅还原炉和氢化炉尾气成分的测定 1 范围 1.1 本标准规定了多晶硅还原炉和氢化炉尾气成分的分析方法。 1.2 本标准适用于改良西门子法工艺还原炉和氢化炉尾气成分（氢气、氯化氢、三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅）的测定。 1.3 本标准的检测范围为0.1%～100%（V/V）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 7445 纯氢、高纯氢和超纯氢 GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮 3 方法原理 根据尾气中各个组分的沸点、极性及吸附性的差异，利用气相色谱将各个组分从色谱柱中分离，采用热导检测器（TCD）检测其含量。 4 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的试剂或材料。 4.1 高纯氢气，符合GB/T 7445中规定的技术要求。 4.2 高纯氮气，符合GB/T 8979中规定的技术要求。 5 仪器和设备 5.1 气相色谱仪：具备热导检测器； 5.2 进样器：1ml气密玻璃注射器； 5.3 气体采样袋：容积约250ml； 5.4 色谱柱：长1～2m，内径5mm，内填充硅烷化材料的色谱柱，或其他等效材料的色谱柱。 6 样品 6.1 采样袋的准备 采样袋用干燥的氮气吹扫，确保袋内干燥，吹扫完毕后采样袋充满氮气，备用。 6.2 样品的采集 6.2.1 样品采集示意图，见图1。 图1 样品采集示意图 6.2.2 样品采集条件 确保样品为气态，且流量保持稳定。 6.2.3 样品采集 将采样袋的一端与还原炉（或氢化炉）尾气出口连接，另一端放入准备好的碱液中，打开还原炉（或氢化炉）尾气出口针型阀，保持流量稳定，吹赶置换，置换完毕后把采样袋两端密封，迅速带回实验室分析。 7 分析步骤 7.1 环境要求 7.1.1 温度：18～25℃； 7.1.2 湿度：55～65%RH。 7.2 参考色谱条件 7.2.1 气化室温度：90℃； 7.2.2 检测器温度：100℃； 7.2.3 柱温：70℃； 7.2.4 载气流量：20ml/min； 7.2.5 桥电流：80～100mA。 7.3 定标 用取样袋采集纯氢样品，连续进样6次，进样量0.5ml，按已设定色谱操作条件，在操作软件上绘制标准曲线，做成H2分析方法，保存。 7.4 标准色谱图 图2为在本标准规定的色谱条件下，H2的标准谱图。 图2 H2标准谱图 图3为在本标准规定的色谱条件下，还原炉尾气谱图。 图3 还原炉尾气谱图 7.5 样品测定 取0.5ml待测样品，注入进样口测定样品中H2的含量，另取0.5ml样品，注入另一进样口，用面积归一法测出样品中氯化氢、三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的含量。 8 结果计算与表述 8.1 根据7.3工作曲线上查出H2含量为X(%)。 8.2 根据面积归一法得出氯化氢、三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的含量为Yi（%），计算出最终混合气中各组分的含量Ai： Ai=（1-X）×Yi ………………………………(1) 式中： i ——分别代表HCl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4； Yi——面积归一法算出的含量（%）； Ai——尾气中HCl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4的含量（%）。 9 精密度 9.1 精密度 实验室内分别对还原炉及氢化炉尾气进行测定，H2、HCl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4的相对标准偏差分别为0.46%、10.8%、8.5%、4.7%、6.2%。 9.2 允许差 实验室之间分析结果的差值应不大于表1所列允许差。 表1 氯硅烷各组分含量/% 允许差/% 0 10～100 1.0 10 质量控制及质量保证 H2标准曲线的相关系数r≥0.9995，否则重新定标。 11 干扰因素 11.1 采样袋的密封性。 11.2 操作人员的熟练程度。 12 报告 报告应包含以下内容： 报告日期； 分析结果及表示； 分析实验室及分析人员； 分析仪器参数； 使用分析方法。 YS ××××—201× I YS/T ××