3.4.1 檢量線製作與檢量線測試線路圖
以高純度氮氣為動相氣體(Carrier Gas)做二氧化碳、氫氣與氦氣之檢量線,
固定總氣體流量為 100 ml/min,通入不同比例的二氧化碳、氫氣及氦氣,藉此調 整目標氣體的比例,可以得知不同濃度的氣體的數據,在實際進行量測的時候,
用以做為漏氣測試與氣體透氣測試時,定量氣體組成用。以氣密效果良好的石英 管做為檢量線的計算與偵測相較於 316 不鏽鋼管更好,故檢量線的製作必須要使 用石英管。
圖 3.6:氣體分離測試裝置檢量線線路圖。
【註】圖中標示 1000、50 為最高流量為1000 與50 的流量計,搭配使用可 確保更高的氣體流量精確度。
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氣體測試條件如下表所示:
表 3.4:氫氣檢量線測試條件。
測試氣體 流量 (ml/min)
氮氣 99 98 97 95 90 80 70 60 50
氫氣 1 2 3 5 10 20 30 40 50
表 3.5:氦氣檢量線測試條件。
測試氣體 流量 (ml/min)
氮氣 99 98 97 95 90 80 70 60 50
氦氣 1 2 3 5 10 20 30 40 50
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3.4.2 薄膜漏氣測試及測試線路圖
以高純度氮氣做為動相氣體,在室溫下以橡皮環與銀環分別做密封材料(室 溫下,以橡皮環進行密封具有最好的氣密效果)以氦氣進行薄膜測漏。
在室溫下,以橡皮環進行測漏,測試條件為氮氣與氦氣都是 50 ml/min,若 薄膜具有連續性孔洞,則氦氣會進入裝置右側,藉由 GC 的定性與定量分析,可 以藉此判斷薄膜漏氣狀況;以銀環封裝則可以分別檢測室溫與高溫時漏氣狀況,
測試條件也是氮氣與氦氣分別為 50 ml/min,若薄膜有連續性孔洞,或是封裝效 果不佳,則氦氣會進入裝置右側,藉由 GC 的定性與定量分析,可以藉此判斷整 體漏氣狀況。
使用橡皮環時以兩個做封裝,如圖 3.7 所示;使用銀環封裝的時候,則以三 個做為封裝,如圖 3.7 所示。
圖 3.7:薄膜漏氣測試線路圖。
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3.4.3 氫氣測試及測試線路圖
利用氫氣和高純度氮氣混合成不同濃度氫氣,以高純度氮氣做為動相氣體,
進行氣體測試,測試在不同氫分壓下對於材料透氫的效果。此時必須同時置入三 個銀環,內部兩個小銀環是為了避免測試氣體經過銀環而發生漏氣狀況,最外圈 的大銀環則是為了避免空氣進出測試系統而放置。左側為進氣端,以氫氣加上氮 氣共 50 ml/min 的流量,調整氫氣與氮氣比例可以得到不同濃度(不同氫分壓)的 進氣,右側為出氣端,以 50 ml/min 的高純度氮氣做為動相氣體,將穿過薄膜的 氣體帶入 GC 進行定性分析,配合檢量線則可進行定量分析。
圖 3.8:氫氣測試線路圖。
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3.4.4 氣體測試銀環處理
為了使氣體測試順利進行,我們選用銀環進行封裝,購買並冷加工成我們需 要厚度的銀片(1.2 mm、1.5 mm),先行對銀片做退火處理,在空氣中升溫到 700
℃之後持溫三十分鐘,之後對表面進行研磨,再送給廠商進行放電加工處理製成 銀環,再進行一次表面研磨處理,之後再做退火處理,在 920℃氮氣環境下持溫 十小時,方可以使用。銀環與銀片的升降溫速率圖如圖 3.9、3.10。
圖 3.9:銀片熱處理升降溫速率圖。
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圖 3.10:銀環熱處理升降溫速率圖。
圖 3.11:氣體測試裝置照片。
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