氮气（N₂） + 氢气（H₂） 是一种常见的工业混合气体，广泛应用于化工、金属处理、电子制造等领域。以下是关于这种混合气体的详细介绍：
1. 典型混合比例
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常见比例范围：
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N₂（70%~99%） + H₂（1%~30%）
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具体比例取决于应用需求，例如：
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95% N₂ + 5% H₂：用于不锈钢退火保护气。
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75% N₂ + 25% H₂：用于某些还原性气氛热处理。
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90% N₂ + 10% H₂：用于半导体制造中的还原环境。
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2. 主要应用
（1）金属热处理（退火、钎焊、烧结）
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作用：
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N₂：提供惰性保护，防止金属氧化。
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H₂：还原金属表面氧化物，提高表面光洁度。
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适用材料：不锈钢、铜合金、特种钢等。
（2）半导体与电子工业
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用途：
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化学气相沉积（CVD）：如氮化硅（Si₃N₄）薄膜生长。
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还原性环境：在高温工艺中去除氧杂质。
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（3）化工与合成氨
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氨（NH₃）合成前驱体：N₂ + 3H₂ → 2NH₃（需催化剂）。
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氢化反应：如石油精炼中的加氢处理。
（4）食品包装（低比例H₂）
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保鲜气调：N₂为主，少量H₂可抑制某些微生物生长（需严格控制比例）。
3. 混合气体的优势
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还原性强：H₂能有效去除金属或半导体表面的氧化物。
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成本较低：相比纯氢气或氩氢混合气，N₂+H₂更经济。
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安全性提升：N₂稀释H₂，降低爆炸风险（H₂爆炸极限4%~75%）。
4. 注意事项
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氢气安全：
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H₂易燃易爆，需确保混合比例在安全范围（通常H₂<30%）。
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使用前需检漏，避免在密闭空间积累。
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气体纯度：
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电子级应用需高纯N₂（≥99.999%）和H₂（≥99.999%）。
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工业级可稍低（N₂≥99.9%，H₂≥99.5%）。
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替代方案：
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高还原性需求可用 Ar + H₂（更惰性，但成本高）。
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5. 类似混合气体
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N₂ + H₂ + CO：用于某些特殊热处理（如渗碳）。
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N₂ + H₂ + NH₃：用于可控氮化处理（表面硬化）。
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