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为什么纯水标准对硅的含量有要求

日期:2021-06-10 11:09:00 浏览次数:275

   目前比较通用的纯水标准包括ISO 3696-1995、ASTM D1193-2011、GB6682-2008、GB/T33087-2016、GB/T11446-2013。这些标准除了对Na+、Cl 离子的含量有明确规定外,还规定了硅含量的要求不同纯水级别对硅含量的要求见表1。

表1 不同纯水级别对硅含量的要求

纯水标准 


为什么要检测超纯水中硅的含量?

1、硅无处不在
 

    硅在自然界分布很广,以石英砂和硅酸盐的形成存在,在地壳中的原子百分含量为16.7%,是除氧元素以外第二丰富的物质。土壤、黏土和砂子是天然硅酸盐岩石风化后的产物,可以说,硅无处不在

 

为什么祛除硅

   自然界的水中不可避免地会溶解部分硅酸盐,无机硅是水中最复杂的无机物之一,而且难以去除,所以纯水或超纯水中或多或少都有一定量的硅杂质存在。


2、应用需求高


    电子工业用水和进行痕量分析实验用水都要求将超纯水的硅含量降到最低。

    * 在半导体/FPD工艺中,超纯水中硅的浓度会给产品精度、成品率和原材料利用率带来很大影响。

    * 在进行痕量分析中,硅作为一种弱电离离子,其含量的变化对纯水电阻率的影响甚小,不容易被发觉,如果使用这种含硅的水作为空白对照,必然无法得到准确的分析结果


3、硅是评价水机纯化性能的重要指标
 

    (1)硅是评价离子交换树脂吸附效果的重要依据

  硅酸是一种非常弱的酸,pKa为9.5,在水中不易电离,而且离子交换树脂与硅的交换效率极易饱和,属于比较难去除的物质。如果纯化填料的质量差、配比不合理,导致其吸附效果差,是很难保证水中硅离子的去除效果的。某种程度上讲,硅是体现纯水机纯化柱质量好坏的标准之一。

    另外有数据表明,在纯水耗材使用接近末期时,硅是最先穿透离子交换柱进入产水的离子就是所谓的“硅穿透现象在纯化柱将被耗尽的最后时刻,在电阻率急剧下降前,大量的硅会在短时间内溶出到产水中。 而且,溶解硅的含量还会影响硼穿透离子交换树脂[1]。所以监测纯水中硅含量的变化至关重要。 

为什么纯水标准对硅的含量有要求

    (2)硅是水机纯化能力的重要评价指标

  

    杂质硅除了对离子交换树脂的去除能力是一种挑战外,对其他的纯化条件的反应也不尽相同。现有纯水设备使用的纯化技术中, RO对硅的去除率可以达到80%,EDI对硅的去除率则高达99%[2]用带有EDI模块的纯水机更适合为硅含量敏感的实验供水。对硅含量要求严格的用户在选购水机时要关注纯水仪对硅杂质去除的能力和效果。


    检测纯水的硅含量可以作为评价水机整体纯化性能的指标之一,一台流路设计合理、纯化模块配置科学、纯化柱填料配方考究的纯水仪,其产水中的硅含量才能合乎标准。 

    权威机构的验证是衡量产品质量的重要依据,上海乐枫Genie 系列高端智能纯水系统的水质参数都通过了计量检测中心的检测,包括GB6682-2008、GB/ T 33087-2016和ASTM D1193-2006(2011)等标准要求。

乐枫纯水机检测报告


[1] Malhotra, S.; Chan, O.; Chu, T.; Fuckso, A.; “Correlation of Boron Breakthrough Versus Resistivity and Dissolved Silica in RO/DI System”, Ultrapure Water May/June 1996 pp 22-25. (1996)

[2] 闻瑞梅, 邓守权, 张亚峰, et al. 半导体工艺用高纯水中硅、硼的去除[J]. 电子学报, 2005, 33(2):197-199.

 

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