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반응성과 독성이 강하여 측정이 쉽지 않은 F2, Cl2 가스의 절대적 정량 분석법을 개발하였습니다.
교정방법은 가스 희석장치를 이용하여 F2 가스의 농도를 변화 시켜 가면서 실시하였으며, 본 교정방법으로 국제적으로 많이 활용되는 방법으로써
R2 value와 σ값을 기준으로 절대적 정량분석이 가능한지 판단할 수 있는 자료로 활용이 가능하리라 기대됩니다.

측정시스템
isepa-s(QMS를 이용한 real time online 가스 분석 system)

교정 기준 인증 표준물질
F2 931 ppm/He balance, He 99.999%

정성 분석 실험 방법
– F2 정량 측정 전, 측정 mass 선정을 위한 analog 측정
– F2 표준물질을 지속적으로 주입시키면서 질량범위 0~100 amu까지 연속측정
– 측정 결과로 모니터링 하고자하는 F2의 측정 질량 값을 결정

정량 분석 실험 방법(교정)
– Isepa-s 설치 후 시스템 고진공 상태 유지
– F2 기체를 사용하기 때문에 장비 내 외부 배기라인 스크러버 연결
– 인증표준물질과 희석용 가스를 가스 희석장치에 연결
– 교정하고자하는 농도 결정
– 농도별 측정 전류값 확인
– 교정 결과 작성
– F2 기체 교정용 MFC Flow rate(질소 교정용 MFC 사용 gas factor 적용)

F2 MFCHe MFCF2 Concentration(ppm)
2.8 SLM11.1 SLM186
5.5 SLM8.3 SLM372
8.3 SLM5.5 SLM559
11.1 SLM2.8 SLM745
13.8 SLM0 SLM931

– 측정 결과
5점 농도변화 측정 후 중간 농도값(559 ppm) 5회 반복 측정

F2 Ion current(A)F2 Concentration(ppm
1.15E-12186
2.29E-12372
3.57E-12559
4.90E-12745
6.25E-12931
3.61E-12559
3.63E-12559
3.65E-12559
3.64E-12559
3.68E-12559
평균3.64E-12
표준편차2.59E-14
RSD0.71
상대오차2.02%
R20.9962

결론
– R2 value 0.99 이상, σ 값 ± 2.02 %
– 교정 결과로 F2 가스의 절대적 정량분석은 수십 ppm 까지 상대 오차 5% 이내 측정이 가능 함
– 검출한계는 약 1ppm 수준
– F2 산업용 혼합가스 제조 업체와 공정 배관에서 F2 모니터링이 필요한 업체 활용 가능