Քիմիական մաքրման և անվտանգության գիտելիքներ

1 Քիմիական մաքրում

Կիսահաղորդչայինում-Սարքավորման գործընթացի փորձարկումների ժամանակ քիմիական մաքրումը վերաբերում է կիսահաղորդիչների, մետաղական նյութերի և լաբորատոր պարագաների մակերեսներից կլանված տարբեր վնասակար խառնուրդների կամ յուղային աղտոտիչների հեռացմանը: Մաքրման ժամանակ օգտագործվում են քիմիական ռեակտիվներ և օրգանական լուծիչներ՝ աշխատանքային մակերեսների վրա կլանված խառնուրդների և յուղային աղտոտիչների քիմիական ռեակցիաներ և լուծարման էֆեկտներ առաջացնելու համար: Աշխատանքային մակերեսներից խառնուրդները հեռացնելու համար կարող են կիրառվել նաև ֆիզիկական միջոցառումներ, ինչպիսիք են ուլտրաձայնայինացումը, տաքացումը և վակուումային պոմպը: Այնուհետև աշխատանքային մասերը լվացվում են մեծ քանակությամբ բարձր ջերմաստիճանի լվացող միջոցով:-մաքրություն տաք-և-սառը ապաիոնացված ջուր՝ մաքուր մակերեսներ ստանալու համար։

1.1 Քիմիական մաքրման կարևորությունը

Քիմիական մաքրումը պարտադիր է գործընթացի փորձարկման յուրաքանչյուր փորձի համար: Քիմիական մաքրման որակը կարևոր ազդեցություն ունի փորձարարական արդյունքների վրա: Անպատշաճ մաքրումը կարող է հանգեցնել անհաջող կամ վատ արդյունքների:-որակյալ փորձարարական արդյունքներ: Հետևաբար, քիմիական մաքրման գործառույթների և սկզբունքների ըմբռնումը կարևոր է հաջող գործընթացային փորձերի համար:

Ինչպես հայտնի է, կիսահաղորդիչների հիմնական հատկություններից մեկը խառնուրդների նկատմամբ բարձր զգայունությունն է: Նույնիսկ մասերի վրա խառնուրդների հետքերը-յուրաքանչյուր-միլիոն մակարդակը կարող է փոխել կիսահաղորդիչների ֆիզիկական հատկությունները: Այս հատկությունն օգտագործվում է տարբեր գործառույթներով կիսահաղորդչային սարքեր պատրաստելու համար՝ դոպինգի միջոցով: Այնուամենայնիվ, այս նույն հատկությունը մարտահրավերներ է ստեղծում կիսահաղորդիչների համար:-Սարքի գործընթացի փորձարկումներ: Քիմիական ռեակտիվները, մշակման գործիքները և մաքրող ջուրը կարող են վնասակար խառնուրդներով աղտոտման աղբյուրներ լինել: Նույնիսկ անարատ կիսահաղորդչային թիթեղները կտուժեն նկատելի խառնուրդներով աղտոտումից շրջակա օդի հետ երկարատև շփումից հետո: Քիմիական մաքրումը վերացնում է վնասակար խառնուրդներով աղտոտումը և պահպանում է մաքուր սիլիցիումը:-վաֆլի մակերեսներ։

1.2 Քիմիական մաքրման շրջանակը

Քիմիական մաքրումը հիմնականում ներառում է երեք կատեգորիա.

Սիլիկոնային մաքրում-վաֆլի մակերեսներ;

Մետաղական նյութերի մաքրում (օրինակ՝ վոլֆրամի թելիկներ գոլորշիացման էլեկտրոդների համար, մոլիբդենի թերթեր գոլորշիացման հենարանների համար, ալյումինե համաձուլվածքներ գոլորշիացման աղբյուրների համար, քրոմ՝ քրոմի համար)-դիմակների պատրաստում);

Գործիքների և անոթների մաքրում (օրինակ՝ մետաղական աքցաններ, քվարցային խողովակներ, ապակե տարաներ, գրաֆիտային կաղապարներ, պլաստմասե և ռետինե արտադրանքներ):

1.3 Սիլիցիումի վրա աղտոտող խառնուրդների տեսակները-Վաֆլի մակերեսներ

(1) Մոլեկուլային-Տեսակ՝ խառնուրդների ադսորբցիա

Տիպիկ մոլեկուլային-սիլիցիումի վրա ադսորբված աղտոտիչներ են առաջացնում-Վաֆլիի մակերեսները ներառում են բնական կամ սինթետիկ ճարպեր, խեժեր և յուղեր: Հիմքի կտրման, հղկման և փայլեցման ընթացքում ներմուծվող խառնուրդները հիմնականում դասվում են այս կատեգորիայի մեջ: Այլ աղբյուրներից են մատնահետքերը, լուսառեզիստի մնացորդները և օրգանական մնացորդները:-լուծիչ նստվածքներ։

Մոլեկուլային-տիպի խառնուրդները հիմնականում ֆիզիկապես ադսորբվում են և կապված են սիլիցիումի հետ-վաֆլի մակերեսները էլեկտրաստատիկ ձգողականությամբ։ Ճարպերի, խեժերի և յուղերի մոլեկուլները սովորաբար ոչ-բևեռային։ Կապը առաջանում է չեզոք խառնուրդների մոլեկուլների և մակերևութային սիլիցիումի ատոմների չբավարարված մնացորդային ուժերի միջև ձգողականությունից։ Այս փոխազդեցությունը համարժեք է մոլեկուլային բյուրեղներում մոլեկուլների միջև վան դեր Վալսի ուժերին։ Նման ձգողական ուժերը համեմատաբար թույլ են և արագորեն քայքայվում են միջմոլեկուլային հեռավորության մեծացման հետ։ Արդյունավետ փոխազդեցության միջակայքը մոտավորապես 2 է։-3×10⁻⁸սմ (2-3 Å), համեմատելի է մոլեկուլային տրամագծերի հետ։ Հետևաբար, մոլեկուլային-տեսակի կեղտաջրերը կարելի է համեմատաբար հեշտությամբ հեռացնել։

Մեկ այլ կարևոր առանձնահատկությունն այն է, որ մոլեկուլային մեծ մասը-աղտոտիչների տեսակը ջուրն է-անլուծելի օրգանական միացություններ։ Դրանց ադսորբցիան ​​առաջացնում է սիլիցիում-վաֆլի մակերեսները հիդրոֆոբ են, ինչը խոչընդոտում է ապաիոնացված ջրի/թթվի արդյունավետ շփումը-ալկալային լուծույթներ և վաֆլի մակերեսներ: Սա կանխում է ռեակտիվների փոխազդեցությունը մակերեսային մասնիկների հետ և խոչընդոտում է քիմիական արդյունավետ մաքրմանը:

(2) Իոնային-Տեսակ՝ խառնուրդների ադսորբցիա

Ընդհանուր իոն-սիլիցիումի վրա կլանված խառնուրդներ առաջացնել-վաֆլիի մակերեսները ներառում են K⁺, Նա⁺, Կալիֆոռնիա²⁺, Մգ²⁺, Ֆե²⁺, Հ⁺, Օհայո⁻, Ֆ⁻, Քլ⁻, Ս²⁻, CO₃²⁻և այլն: Այս աղտոտիչները առաջանում են տարբեր աղբյուրներից՝ շրջակա օդ, սպասք և սարքավորումներ, քիմիական նյութեր, ցածր-մաքրության ապաիոնացված ջուր, ծորակի ջուր, արտաշնչված շնչառություն և օպերատորի քրտինք։

Իոնային-ադսորբցիայի տեսակը մեծապես պատկանում է քեմիսորբցիային։ Խառնուրդի իոնները կապվում են վաֆլիի մակերեսների հետ քիմիական միջոցով։-կապի ուժեր։ Խառնուրդի իոնների և մակերեսային ատոմների միջև հավասարակշռության հեռավորությունները չափազանց կարճ են, այնպես որ ադսորբված իոնները կարող են դիտարկվել որպես սիլիցիումային ցանցի մաս։ Քիմիապես ներծծված իոնային խառնուրդները կարող են գործել որպես որսորդական կենտրոններ. որոշները կապում են ազատ ցանցային էլեկտրոններ և ծառայում են որպես ընդունիչներ, մյուսները որսում են ազատ անցքեր և գործում են որպես դոնորներ։ Ուժեղ քիմիասորբցիոն ուժերի պատճառով իոնային խառնուրդների հեռացումը շատ ավելի դժվար է, քան մոլեկուլային աղտոտիչների հեռացումը։

(3) Ատոմային-Տեսակ՝ խառնուրդների ադսորբցիա

Ատոմային-Մակերեսային աղտոտիչները հիմնականում մետաղական ատոմներ են, ինչպիսիք են ոսկին, արծաթը, պղինձը, երկաթը և նիկելը: Այս մետաղական ատոմները սովորաբար առաջանում են թթվային փորագրող նյութերում վերականգնողական տեղահանման ռեակցիաների միջոցով՝ նստելով սիլիցիումի վրա:-վաֆլի մակերեսներ։

Ատոմային-տիպի ադսորբցիան ​​ցուցաբերում է ամենաուժեղ կապող ուժը և ամենադժվարն է վերացնելը։ Ծանր-մետաղական ատոմները, ինչպիսիք են ոսկին և պլատինը, հազիվ են փոխազդում սովորական թթուների և ալկալիների հետ։ Հետևաբար, լուծելի կոմպլեքսներ առաջացնելու համար անհրաժեշտ են հատուկ ռեակտիվներ, ինչպիսիք են թագավորական ջուրը։ Կոմպլեքսավորված մետաղական տեսակները հետագայում լվացվում են բարձր ջերմությամբ։-մաքրության դեոնիզացված ջուր։

1.4 Ընդհանուր սիլիկոն-Վաֆլի մաքրման ընթացակարգ

Ինչպես վերևում վերլուծվել է, մոլեկուլային-տեսակի խառնուրդները համեմատաբար հեշտ են հեռացվում։ Մնացած մոլեկուլային աղտոտիչները կարող են քողարկել իոնային-և ատոմային-տեսակի խառնուրդներ և խոչընդոտել դրանց հեռացումը: Համապատասխանաբար, մոլեկուլային աղտոտիչները պետք է ամբողջությամբ վերացվեն նախ սիլիցիումի ընթացքում-վաֆլիի քիմիական մաքրում:

Իոնային-և ատոմային-տիպի խառնուրդները քիմիականորեն ներծծվում են ուժեղ մակերեսային կապակցվածությամբ։ Ատոմային աղտոտիչները սովորաբար առկա են փոքր քանակությամբ և իներտ են սովորական թթուների և ալկալիների նկատմամբ. դրանք կարող են լուծվել միայն թագավորական ջրի կամ թթվային ջրածնի միջոցով։-պերօքսիդի լուծույթներ: Արքայական ջուրը և թթվային ջրածնի պերօքսիդը նույնպես լուծում են իոնային խառնուրդները: Ստանդարտ աշխատանքային հոսքը օգտագործում է թթվային-ալկալային լուծույթներ կամ ալկալային ջրածնի պերօքսիդ՝ նախ իոնային խառնուրդները հեռացնելու համար: Մնացորդային իոնային աղտոտիչները և ատոմային խառնուրդները այնուհետև հեռացվում են՝ օգտագործելով արքայական ջուր կամ թթվային ջրածնի պերօքսիդ: Վերջնական լվացումը կատարվում է բարձր ջերմաստիճանի ջրով:-մաքրության ապաիոնացված ջուրն ավարտում է գործընթացը։

Ամփոփելով՝ ընդհանուր սիլիկոնը-Վաֆլի մաքրման հաջորդականությունը հետևյալն է՝ ճարպազերծում→Իոնների հեռացում→Ատոմային-կեղտի հեռացում→Դեիոնացված-ջրով լվացում։

Սիլիկոնային թիթեղները պետք է քիմիական մաքրման ենթարկվեն յուրաքանչյուր փորձարկումից առաջ։ Այնուամենայնիվ, մակերեսի պայմանները տարբերվում են փորձարկումից փորձարկում։ Հետևաբար, մաքրող քիմիական նյութերը և առաջնահերթ նպատակները համապատասխանաբար տարբերվում են։ Գործնական մաքրման աշխատանքային հոսքերը ճկուն են։ Կոնկրետ մեթոդներն ու քայլերը պետք է որոշվեն յուրաքանչյուր դեպքի համար։-by-դեպքի հիման վրա՝ ըստ իրական մաքրման-ազդեցության պահանջները։

1.5 Մաքրող միջոց սովորական մետաղների և սպասքի համար

Մետաղական նյութերը և լաբորատոր գործիքները սիլիցիումի հիմնական աղբյուրներն են։-Վաֆլիի աղտոտում: Մետաղների և պարագաների մանրակրկիտ մաքրումը պարտադիր է վաֆլիի աղտոտումը երաշխավորելու համար:-մակերեսի մաքրություն: Մետաղների և սպասքի մաքրման ընդհանուր սկզբունքն է՝ նախ հեռացրեք ճարպային աղտոտիչները, կատարեք փորագրություն կամ լվացում թթուներով, ալկալիներով, լվացող լուծույթներով կամ արքայական ջրով, և ավարտեք մանրակրկիտ լվանալով բարձր ջերմաստիճանի ջրով:-մաքրության դեոնիզացված ջուր։

2 Անվտանգության գիտելիքներ

Փորձերը հաճախ օգտագործում են տարբեր քիմիական նյութեր և գազեր, այդ թվում՝ դյուրավառ, պայթուցիկ, թունավոր և քայքայիչ թթուներ։-ալկալային նյութեր: Անպատշաճ վարվելակերպը կարող է վթարների պատճառ դառնալ: Կանխարգելիչ միջոցառումները պետք է առաջնահերթություն տրվեն: Վթարի դեպքում պահպանեք հանգստություն և անհապաղ ձեռնարկեք համապատասխան ուղղիչ գործողություններ:

2.1 Օրգանական լուծիչների անվտանգ մշակում

Տարածված օրգանական լուծիչներից են տոլուոլը, ացետոնը, էթանոլը, մեթիլէթիլ կետոնը, տրիքլորէթիլենը և տետրաքլորիդը։ Օրգանական լուծիչների մեծ մասը դյուրավառ է և բռնկվում է բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում։-ջերմաստիճանային պայմաններում կամ բաց կրակի մոտ։ Պահեք դրանք զով տեղում՝ բռնկման աղբյուրներից հեռու։ Մի տաքացրեք լուծիչի տարաները անմիջապես էլեկտրական վառարանների վրա. ջուր-Անհրաժեշտության դեպքում լոգարանի տաքացումը նախընտրելի է: Հրդեհի դեպքում մարեք բոցը խոնավ կտորով, մանր ավազով, ածխածնով:-երկօքսիդային, ածխածնային մարիչներ-տետրաքլորիդային կամ փրփուրային կրակմարիչներ։ Երբեք մի օգտագործեք ջուր կամ ջուր-հիմնված թթու-ալկալային մարող նյութեր:

Օրգանական լուծիչները ցնդող են և ունեն տարբեր աստիճանի թունավորություն։ Բոլոր գործողությունները պետք է կատարվեն ծխատար խցիկների ներսում՝ բավարար օդափոխությամբ։

2.2 Թթուների և ալկալիների անվտանգ կառավարում

Փորձերը օգտագործում են ուժեղ-թթվային լուծույթներ, ինչպիսիք են ծծմբական թթուն, ազոտական ​​թթուն, աղաթթուն, ֆտորաջրածին թթուն և թագավորական ջուրը, ինչպես նաև ուժեղ-ալկալային լուծույթներ, ներառյալ նատրիումի հիդրօքսիդը և կալիումի հիդրօքսիդը: Այս նյութերը խիստ քայքայիչ են մարդու մաշկի և հագուստի համար, ինչը պահանջում է շահագործման անվտանգության մանրակրկիտ հսկողություն:

Տեղադրեք արդյունավետ օդափոխության և արտանետման համակարգեր այն տարածքներում, որտեղ կարող են կուտակվել թթվային կամ ալկալային գոլորշիներ:

Գործակալները պետք է կրեն համապատասխան պաշտպանիչ միջոցներ, ինչպիսիք են ռետինե ձեռնոցները և շնչառական դիմակները։

Երբեք թթվային կամ ալկալային լուծույթներ մի՛ լցրեք բերանով։ Օգտագործեք ռետինե լամպերով լցոնված պիպետներ։

Զգույշ եղեք տեղափոխման ժամանակ՝ շշի շրջվելը կամ կոտրվելը կանխելու համար: Տարաները բացելիս շշի բացվածքները ուղղեք անձնակազմից հեռու:

Միշտ դանդաղ ավելացրեք ծծմբական թթուն ջրի մեջ՝ նոսրացնելու համար։ Երբեք ջուր մի լցրեք խտացված ծծմբական թթվի մեջ։

Չեզոքացումից առաջ կոնցենտրացված թթուները կամ ալկալիները նոսրացրեք ջրով, այնուհետև կատարեք չեզոքացում՝ օգտագործելով համապատասխան ալկալիական կամ թթվային լուծույթներ։

Դատարկ անոթները, որոնք նախկինում պարունակում էին կոնցենտրացված թթուներ կամ ալկալիներ, պետք է ամբողջությամբ դատարկվեն, բազմիցս լվացվեն ջրով, ապա ենթարկվեն պարբերական մաքրման։

Թթվի դեպքում-Ալկալային այրվածքների դեպքում անմիջապես լվացեք տուժած հյուսվածքը առատ հոսող ջրով: Եթե ցողերը ներթափանցեն աչքերի մեջ, արագ լվացեք աչքերը մեծ քանակությամբ ծորակի ջրով: Լվացումից հետո անհապաղ դիմեք բժշկական օգնության՝ անկախ այրվածքի ծանրությունից կամ աչքերի վնասվածքից:

2.3 Գազերի անվտանգ կառավարում

Փորձարարական գազերը մատակարարվում են բարձր հզորությամբ-ճնշման բալոններ կամ գազատարներ: Որոշակի գազերի խառնումը կարող է հանգեցնել այրման կամ պայթյունի:

Գազի բալոնները գունավոր են-կոդավորված և պիտակավորված՝ պարունակվող գազերը նույնականացնելու համար։ Բալոնները գազը պահում են բարձր ճնշման տակ. նոր լցված բալոնները հասնում են մոտավորապես 150-ի։ կգ/սմ²Պահպանման և օգտագործման ընթացքում կիրառվում են հատուկ անվտանգության միջոցառումներ:

Ամռանը գազի բալոնների համար խուսափեք արևի ուղիղ ճառագայթներից։ Պահեք դյուրավառ նյութերը և բռնկման աղբյուրները բալոնից հեռու։-պահեստային գոտիներ։

Գազի արտահոսքի հետևանքով առաջացած վթարներից խուսափելու համար պահեք այն գազային զույգերը, որոնք շփման ժամանակ ռեակցիա են առաջացնում այրվող կամ պայթուցիկ (օրինակ՝ ջրածնի և թթվածնի բալոններ):

Ամբողջությամբ մի՛ արտանետեք բալոնի գազը, պահպանեք որոշակի մնացորդային ճնշում բալոնների ներսում։

Կանխել ճարպի աղտոտումը գլանային փականների և բանալիների վրա։

Ջրածին օգտագործելիս սարքավորումներից օդը մաքրեք իներտ գազով, ստուգեք ամբողջ համակարգը արտահոսքի համար և տեղադրեք հետադարձ լուսարձակման կասեցիչներ։

2.4 Թունավոր նյութերի անվտանգ վարում

Կանխեք թունավորումները՝ փորձարկումների ժամանակ թունավոր քիմիական ռեակտիվների և միացությունների հետ աշխատելիս: Անվտանգության հիմնական սկզբունքներն են՝

Գործողություններ կատարեք ծխնելույզների ներսում: Մշակեք թափոնների մնացորդները և թափոնային հեղուկները՝ նախքան դրանք նշանակված անվտանգ վայրերում տեղադրելը:

Կրեք շնչառական դիմակներ և պաշտպանիչ ձեռնոցներ: Ամեն գնով խուսափեք մաշկի հետ շփումից և թունավոր նյութերի բերանային ընդունումից:

Փորձարկումներն ավարտելուց հետո ձեռնոցները հանելուց առաջ դրանք մանրակրկիտ լվացեք ջրով։