氘（D）是氫的同位素，化學(xué)符號(hào)為D或2H，具有無色、無味、可燃的特性。氘氣在光纖制造、半導(dǎo)體、核工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。工采網(wǎng)將詳細(xì)介紹氘氣在光纖制造中的核心作用、氘氣分析儀的工作原理及其應(yīng)用，并推薦幾款適合氘氣檢測(cè)的高性能熱導(dǎo)式氣體傳感器。

一、氘氣的制備與特性

1. 制備方法

氘的主要化合物為重水（D?O），通過電解重水可以制取氘氣。重水電解的原理與普通水電解相似，在陰極上產(chǎn)生氘氣（D?），在陽(yáng)極上產(chǎn)生氧氣（O?）。采用固體電解質(zhì)如磺酸基團(tuán)結(jié)合在聚四氟乙烯上的SPE膜電解槽，可以在陰極上得到豐度高達(dá)99%的氘氣。再經(jīng)過分離和凈化，可以獲得高純度的氘產(chǎn)品。

2. 特性

• 沸點(diǎn)：-249.5℃
• 反應(yīng)特性：氘氣具有普通氫的所有反應(yīng)特性，但反應(yīng)速度更慢，反應(yīng)更不完全。
• 應(yīng)用領(lǐng)域：半導(dǎo)體、核工業(yè)、化學(xué)合成、光纖制造等。

二、氘氣在光纖制造中的核心作用

1. 光纖預(yù)制棒沉積工藝中的關(guān)鍵保護(hù)氣

光纖預(yù)制棒是光纖的核心材料，其制造主要采用化學(xué)氣相沉積（CVD）法或等離子體化學(xué)氣相沉積（PCVD）法。氘氣替代氫氣（H?）的優(yōu)勢(shì)包括：

• 抑制羥基生成：氘氣與氧反應(yīng)生成OD?（氘羥基），其吸收峰位于1.9μm，遠(yuǎn)高于普通光纖通信波段（1.3-1.5μm），顯著降低光信號(hào)損耗。
• 更高的熱穩(wěn)定性：氘氣在高溫沉積過程中分解溫度比氫氣高約200℃，可減少工藝波動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

2. 光纖拉絲過程的還原性環(huán)境控制

在光纖拉絲爐中，氘氣作為還原性氣體：

• 防止石英玻璃（SiO?）在高溫下氧化。
• 減少金屬雜質(zhì)（如Fe2?）的氧化態(tài)比例，降低光散射損耗。

三、氘氣分析儀的工作原理

氘氣分析儀通常采用熱導(dǎo)式原理進(jìn)行測(cè)量，適用于氮?dú)饣蚝獗尘跋碌碾畾鉂舛群繙y(cè)定。最小測(cè)量范圍為0-0.7vol%（氮?dú)猓?，精度?%（70ppm）。氘氣分析儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、平板顯示器、太陽(yáng)能電池等電子行業(yè)在硅燒結(jié)或退火工藝中置換氫以及核工業(yè)、光纖行業(yè)等。

四、推薦的熱導(dǎo)式氣體傳感器

以下是幾款適合氘氣分析儀的高性能熱導(dǎo)式氣體傳感器：

1、荷蘭Xensor 熱導(dǎo)式氣體傳感器——XEN-3880-P2RW

XEN-TCG3880是一種使用硅技術(shù)制成的導(dǎo)熱儀（TCG）。傳感器芯片由2.50×3.33mm，0.3mm厚的硅邊緣組成，其中形成了氮化硅膜。中心是一個(gè)加熱器，傳感器元件測(cè)量其溫度。芯片測(cè)量環(huán)境和膜中心之間的熱導(dǎo)率，這取決于幾個(gè)參數(shù)，如壓力、氣體類型和膜上的材料沉積。這種對(duì)物理參數(shù)的依賴性允許TCG測(cè)量絕對(duì)壓力、氣體類型和氣體混合物成分等量。

XEN-TCG3880的標(biāo)準(zhǔn)外殼是TO-5 10針插頭，帶有帶過濾器的直徑為5mm的孔帽，其他外殼可根據(jù)要求提供。

2、荷蘭Xensor 高速響應(yīng)熱導(dǎo)式氣體傳感器——XEN-5320-ALU

XEN-5320是一種智能氣體傳感器，在需要分析二元?dú)怏w混合物的工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。該傳感器基于環(huán)境氣體的熱導(dǎo)率測(cè)量，使用經(jīng)驗(yàn)證的熱導(dǎo)率傳感器XEN-3880。應(yīng)用包括氫氣和氦氣實(shí)驗(yàn)、探測(cè)射流和羽流中的氣體擴(kuò)散率以及二元?dú)怏w成分測(cè)量，以及醫(yī)療、研發(fā)和工業(yè)環(huán)境中氫氣、氦氣、氮?dú)夂图淄闅怏w混合物的監(jiān)測(cè)和泄漏檢測(cè)。

3、瑞士Neroxis 熱導(dǎo)式氣體傳感器——MTCS2601

MTCS2601傳感器由使用四個(gè)Ni-Pt電阻器的微加工熱導(dǎo)率傳感器組成，這些電阻器使用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該傳感器安裝在一個(gè)小型SMD封裝中，可用磁帶和卷軸包裝。這種MEMS?TC傳感器可與簡(jiǎn)單的低功耗CMOS標(biāo)準(zhǔn)集成電路相結(jié)合進(jìn)行氣體探測(cè)，是需要實(shí)現(xiàn)超低功耗、長(zhǎng)壽命和無需維護(hù)的OEM氣體探測(cè)器的絕佳選擇。同時(shí)也可以基于皮拉尼原理進(jìn)行真空度檢測(cè)，是需要實(shí)現(xiàn)超低功耗、長(zhǎng)壽命和無需維護(hù)的尺寸臨界泄漏OEM探測(cè)器或基于皮拉尼原理的微型真空計(jì)的絕佳選擇?？蓱?yīng)用于功率和尺寸受限的惡劣環(huán)境中的主要壓力控制，或在封閉體積中檢測(cè)氣體泄漏、濕氣或入侵。

氘氣在光纖制造、半導(dǎo)體、核工業(yè)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。特別是在光纖制造中，氘氣替代氫氣能夠顯著提高光纖的質(zhì)量和性能。為了確保工藝的精確性和產(chǎn)品的高質(zhì)量，選擇合適的氘氣分析儀和高性能的熱導(dǎo)式氣體傳感器很重要。本文推薦的幾款傳感器，如瑞士Neroxis的MTCS2601、荷蘭Xensor的XEN-3880和XEN-5320-ALU，憑借其優(yōu)異的性能和可靠性，成為此類應(yīng)用的理想選擇。