氮气柜能实现优秀防氧化效果,核心逻辑是用惰性氮气彻底置换并长期维持柜内低氧环境,从根源上切断“氧气与物品发生氧化反应”的条件,具体通过4个关键机制协同实现:
一、核心机制 1:氮气主动置换,快速降低氧气浓度
氧化反应的前提是“氧气存在”,氮气柜第一步就是用高纯度惰性氮气(通常≥99.99%) 挤出柜内空气,直接降低氧气占比:
1.初始状态下,柜内是正常空气(氧气占比约21%),当设备启动后,外接氮气源通过减压阀、流量计稳定注入柜内;
2.氮气密度与空气接近,注入后会均匀扩散,推动柜内原有含氧气的空气从“带单向阀的排气口”排出(单向阀可防止外界空气倒灌);
3.持续置换5-15分钟(根据柜体容积)后,柜内氧气浓度可从21% 降至 ≤1%(部分精密场景可低至0.1%),此时氧化反应的“原料”被大幅清除,物品氧化速度会降低95%以上。
二、核心机制 2:密封+微正压,阻止外界氧气渗入
置换完成后,若外界空气持续渗入,氧气浓度会回升,因此氮气柜通过“物理密封+压力屏障”双重防护,阻断氧气再次进入:
1.全密封结构:柜体门板边缘嵌入高弹性硅胶密封条,柜体接缝处做密封处理,能有效阻挡外界潮湿空气(含氧气)通过缝隙渗入;
2.微正压控制:控制系统会维持柜内压力略高于外界大气压(通常+50-100Pa),形成“压力屏障”—— 即使柜体存在极微小缝隙,柜内氮气也会向外微量泄漏,而非外界含氧气的空气向内渗入,从根源上减少氧气补充。
三、核心机制 3:动态监测+自动补氮,维持低氧稳定
日常使用中,柜门开启(取放物品)、密封微泄漏等会导致氧气浓度升高,氮气柜通过“闭环监测系统”实时修正,确保低氧环境不中断:
1.柜内内置高精度氧气传感器(或通过湿度间接关联氧气浓度),实时监测氧气含量;
2.当传感器检测到氧气浓度超过设定阈值(如≥2%)时,控制系统会自动打开氮气进气阀,补充氮气,同时推动多余空气从排气口排出;
3.待氧气浓度回落至目标值(如≤1%),进气阀自动关闭,避免氮气浪费。整个过程无需人工干预,24小时维持低氧状态。
四、核心机制 4:高纯度氮气保障,避免“无效防氧化”
若氮气纯度不足(如含氧量≥0.5%),即使完成置换,柜内仍会残留较多氧气,防氧化效果会大幅折扣,因此氮气柜对氮气源有明确要求:
1.常规防氧化场景(如PCB板、电子元件):需使用99.99%纯度氮气(含氧量≤0.01%);
2.高精密场景(如半导体芯片、光学镜片):需99.999%以上超高纯氮气(含氧量≤0.001%);
这种高纯度氮气本身无氧化性,不会与存储物品发生反应,同时能最大程度减少“氮气中杂质氧气”对防氧化效果的干扰。
五、总结:防氧化效果的 “关键前提”
要让氮气柜达到“很好的防氧化效果”,需满足3个前提:
1.氮气纯度达标(至少99.99%),避免杂质氧气拖后腿;
2.密封性能良好(无明显缝隙),且微正压控制正常;
3.氧气传感器灵敏,能及时触发自动补氮。只要这三点满足,物品在氮气柜内存储1-3年,氧化损耗率可控制在极低水平(通常≤1%)。
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