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影响标准气体稳定性的因素有哪些?

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标准气体稳定性在很大程度上与容器的材料特性、容器内壁的预处理、气体本身的化学特性和使用条件有着密切关系。

 

容器选择



盛装标准气体的容器应由耐腐蚀、抗压、吸附少、不生锈、化学特性稳定、机械强度高的材料制成,通常使用的高压容器是铝合金瓶,而碳钢瓶因其内壁不光滑、吸附大而被逐步淘汰。

 

预处理



盛装标准气体的钢瓶使用前应进行表面清洁、涂漆处理,然后,将钢瓶加温至100 ℃左右,同时抽真空处理约4 h。钢瓶处理完毕后,必须分析其H2O、O2等杂质含量, 合格后方可使用。

 

气体要求



配制10% 的CH4/Ar 四瓶,进行为期一年的稳定性考察,见表1,实验结果表明,由于铝合金钢瓶内壁比较光滑, 因此在盛装一般永久气体时性质稳定,变化不大,钢瓶不用特殊处理,即可满足此类标准气体稳定性的要求。


在配制COS、H2S、SO2 等气体时,必须对钢瓶进行KG 或CM 处理,即为了防止容器内壁因吸附或解吸等带来的影响。先对容器内壁进行镜面研磨,涂上防氧化漆,然后把高浓度气体充入容器内并放置10d左右,从而提高标准气体的稳定性。用未经KG 或CM 处理的钢瓶配制10.1 mg/m3 ,COS/N2一瓶。用经KG 处理的钢瓶配制9.8 mg/m3 COS/N2 一瓶。


以上实验结果表明,配制易吸附标准气体时,钢瓶必须经KG 或CM 处理,才能保证其稳定性可靠,否则,组分气的含量变化很大,不宜作为标准气体来使用。

 

分子量



当标准气体的组分气和稀释气分子量相差太大时,如H2、He 和CO2、Ar 组成的标准气体,静置时间长了容易分层,这势必影响其稳定性,并且其含量越高, 影响越大。因此,在使用这类标准气体时,必须先把钢瓶进行旋转或放倒在地上滚动,使瓶内气体混合均匀。否则,其量值不准,影响标准气体的稳定性。

 

使用条件



环境条件与标准气体的稳定性也有很大关系,温度、湿度要适宜, 象一些液化类气体,必须在室温以上使用;在使用标准气体时,对系统的要求很高,丝毫不能泄漏。因此,用户要严格按照《标准物质证书》上的要求使用,才能保证标准气体的量值准确,稳定性可靠。

 

使用周期



标准气体的使用有效期是根据稳定性实验结果来加以确定的,一般把能够保证标准值的有效期定为半年至一年。由于当标准气体的压力减小时,被吸附在容器内壁上的各种成分气体便解吸,其浓度值发生变化,因此一般规定,高压钢瓶标准气体的残压低于0.1 MPa时, 应停止使用。

 

结果讨论



标准气体稳定性实验结果表明,只要在配制过程中,注意容器的选择及预处理,用户按标准物质规定的要求使用,标准气体在有效期内是稳定的,用户可放心使用。


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