高纯氪气（High-Purity Krypton, Kr）
氪气（Kr）是稀有惰性气体之一，在空气中含量极低（约 1.14 ppm），但高纯氪气在高端工业、照明和科研领域具有重要应用。以下是关于高纯氪气的详细介绍：
1. 基本性质
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化学性质：惰性气体，常温下不与其他物质反应。
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物理性质：
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沸点：-153.4°C（119.8 K），比氩气更低，但高于氙气。
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无色、无味、无毒，放电时呈现 白色或淡蓝色光。
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纯度等级：
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4N级：99.99%（一般工业用途）
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5N级：99.999%（电子、光学应用）
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6N级及以上：≥99.9999%（高端半导体、激光）
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2. 制备方法
高纯氪气主要通过 空气分离法 提取：
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空气液化分馏：
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空气压缩冷却至液态（-196°C），分离出氮气（N₂）、氧气（O₂）和氩气（Ar）。
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剩余气体（氪、氙、氖等）通过低温吸附或精馏进一步提纯。
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纯化工艺：
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低温吸附：去除残留的O₂、N₂、CH₄等杂质。
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催化反应：去除微量H₂和碳氢化合物。
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最终纯化：分子筛或低温精馏获得≥99.999%的高纯氪气。
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3. 主要应用领域
(1) 照明与显示
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高端白炽灯和LED：
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氪气填充可提高发光效率，延长灯泡寿命（如汽车HID灯、电影放映灯）。
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等离子显示屏（PDP）：
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与氙气混合用于高清电视和商用显示屏。
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(2) 激光技术
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准分子激光器（KrF激光，248nm）：
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用于 半导体光刻（DUV） 和微细加工，是芯片制造的关键材料之一。
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医疗激光：
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部分眼科手术激光设备使用氪气混合介质。
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(3) 航天与科研
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卫星离子推进器：
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氪气可作为离子推进工质（如SpaceX Starlink卫星使用氪气推进）。
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核物理实验：
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用于粒子探测器（如液氪气泡室）。
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(4) 半导体与电子行业
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半导体刻蚀与沉积：
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在先进制程中用于等离子体工艺。
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检漏气体：
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氪气（Kr-85同位素）用于高灵敏度泄漏检测。
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4. 市场与供应链
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全球供应格局：
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主要生产国：俄罗斯、乌克兰、美国、法国（俄罗斯是全球最大氪气生产国之一）。
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中国依赖进口，但近年加速国产化（如 华特气体、中船718所 等企业布局）。
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价格波动：
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受半导体和航天需求影响较大，价格较高（约 $500-$1000/立方米，纯度5N以上）。
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5. 储存与安全
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储存方式：
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高压钢瓶（15-20MPa）或液态储存（需低温杜瓦瓶）。
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安全注意事项：
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无毒但高浓度可能造成窒息（比空气重，易在低洼处积聚）。
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避免高温和剧烈震动（高压容器风险）。
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6. 未来发展趋势
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半导体需求增长：
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随着3nm/2nm芯片量产，光刻用KrF激光需求上升。
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航天应用扩展：
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商业卫星（如Starlink）推动氪气离子推进需求。
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国产替代加速：
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中国推动高纯电子特气自主可控（如长江存储、中芯国际供应链本土化）。
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总结
高纯氪气在 光刻、航天、照明 等领域具有不可替代的作用，尽管产量稀少，但技术附加值极高。全球供应集中，未来国产化和回收技术将成为发展重点。
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