1、起源于軍事工業(yè)，發(fā)展于產(chǎn)業(yè)升級(jí)

    潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)的空氣中的微粒子、有害氣體、細(xì)菌等污染物排除，并將室內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流流向、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計(jì)的空間。不論外界空氣條件如何變化，潔凈室內(nèi)均能維持原設(shè)定的潔凈度、溫度及壓力等性能，以滿足使用需求。潔凈室最主要的作用在于控制在其內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品所接觸的空氣的潔凈度及濕度等各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，使產(chǎn)品能在一個(gè)具有良好條件和高度穩(wěn)定性的環(huán)境空間中生產(chǎn)制造。

潔凈室是生產(chǎn)條件特別設(shè)計(jì)的空間

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    潔凈室行業(yè)的發(fā)展有5個(gè)階段，每個(gè)階段的發(fā)展和進(jìn)步都源于制造業(yè)技術(shù)升級(jí)帶來的對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求的提高。第一階段是 1950 年代美國軍工的需要；第二階段是蘇聯(lián)和美國航天事業(yè)，特別是登月工程中精密機(jī)器加工和電子儀器的發(fā)展，出現(xiàn)了層流技術(shù)和百級(jí)潔凈室；第三階段是 1970 年代集成電路開始進(jìn)入發(fā)展期，使得潔凈技術(shù)得以騰飛；第四階段是 1980 年代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展帶來對(duì)潔凈室要求的進(jìn)一步提高；第五階段則是從 1990 年代開始到現(xiàn)在，半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，生產(chǎn)線精度的進(jìn)一步提高，對(duì)生產(chǎn)空間的潔凈度提出新的要求，同時(shí)，傳統(tǒng)領(lǐng)域如醫(yī)療制藥、精密儀器等、食品工業(yè)等對(duì)潔凈技術(shù)的要求也逐步提高。

潔凈室5個(gè)階段的發(fā)展歷程

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    2、潔凈室技術(shù)原理：流體力學(xué)的藝術(shù)

    （1）潔凈室的原理（氣流組織方式）

    潔凈室的主要原理即利用流體力學(xué)的相關(guān)性質(zhì)來控制室內(nèi)污染源 。潔凈室控制污染源的途徑主要有 3 種：1、控制污染源，減少污染發(fā)生量；2、迅速排出室內(nèi)已經(jīng)發(fā)生的污染；3、有效阻止室外的污染侵入。第 1 點(diǎn)和第 3 點(diǎn)都可以通過封閉性和化學(xué)設(shè)備等解決，而核心的第 2 點(diǎn)則需要利用流體力學(xué)的物理原理。在流體力學(xué)中，按照運(yùn)動(dòng)要素流速、加速度等有無時(shí)間因素可以分為穩(wěn)定流與不穩(wěn)定流，按照流線形狀可以分為漸變流和突變流，按照有無質(zhì)點(diǎn)交換可以分為層流和紊流。

    按照氣流組織方式，潔凈室分為非單向流潔凈室和層流潔凈室。

    非單向流潔凈室的主要特點(diǎn)為從來流到出流之間氣流的流通斷面是變化的，也稱亂流，非單向流的原理為稀釋作用。非單向流潔凈室一般采用孔板頂送，有全孔板頂送與局部孔板頂送之分，全孔板頂送風(fēng)速小，氣流分布均勻，可達(dá)到 1000 級(jí)潔凈度，局部孔板頂送與全孔板頂送相比，風(fēng)速大，在墻側(cè)有渦流并部分沿測(cè)墻向上翻卷，經(jīng)頂棚到中間，隨潔凈氣流向下流，混入和污染潔凈氣流，其潔凈度可達(dá) 10000 級(jí)。而高效過濾器風(fēng)口頂送則將高效過濾器放置在送風(fēng)口，一般帶擴(kuò)散板，是一種常見的氣流組織形式。非單向流潔凈室的作用原理是：當(dāng)一股干凈氣流從送風(fēng)口送入室內(nèi)時(shí)，迅速向四周擴(kuò)散、混合，同時(shí)把差不多同樣數(shù)量的氣流從回風(fēng)口排走，這股干凈氣流稀釋室內(nèi)污染的空氣，把原來含塵濃度很高的室內(nèi)空氣沖淡，一直達(dá)到平衡。所以氣流擴(kuò)散的越快，越均勻，那么稀釋的效果越好。

非層流潔凈室原理為稀釋作用

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    層流潔凈室的主要特點(diǎn)為氣流的流通斷面是不變的，原理為靠推出作用將室內(nèi)污染的空氣沿整個(gè)斷面排至室外，從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。層流潔凈室的進(jìn)風(fēng)面布滿高效過濾器，整個(gè)送風(fēng)面是一個(gè)大送風(fēng)口，送風(fēng)氣流經(jīng)靜壓箱和高效過濾器的均壓均流作用，從送風(fēng)口到回風(fēng)口氣流流線彼此平行，充滿全室斷面，以均速向前推進(jìn)，就像個(gè)大活塞，把室內(nèi)原污染空氣排入回風(fēng)口，從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。由于氣流的流線始終是平行的，無渦流，因此層流亦稱平行流潔凈室，根據(jù)氣流組織形式分垂直層流潔凈室和水平直層流潔凈室。

    垂直單向流潔凈室是比較典型的層流 潔凈室 。垂直單向流的優(yōu)點(diǎn)是可獲得均勻向下的單向氣流，因而自凈能力強(qiáng)，能夠達(dá)到最高的潔凈度級(jí)別，缺點(diǎn)是頂棚結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用高，高效過濾器堵漏較困難。

垂直流潔凈室原理為活塞作用

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雙垂直層流潔凈室示意圖

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    （2）灰塵和化學(xué)物質(zhì)的去除

    潔凈室過濾灰塵的儀器主要有高效空氣過濾器，超高效空氣過濾器。HEPA 它對(duì)直徑為 0.3 微米（頭發(fā)直徑的 1/200）以上的微粒去除效率可達(dá)到99.7%以上，是煙霧、灰塵以及細(xì)菌等污染物最有效的過濾媒介，而 ULPA 對(duì)于直徑 0.15微米以上的微粒去除效率達(dá)到 99.999%以上。

高效空氣過濾器（HPEA）

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    潔凈室的灰塵大部分都不是從外部帶入，而是從內(nèi)部產(chǎn)生�？諝庵械幕覊m主要由設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、生產(chǎn)過程、人員因素產(chǎn)生，這 3 種途徑共計(jì)產(chǎn)生了 85%的灰塵。潔凈室關(guān)于灰塵的原則包括 4 條：不將灰塵帶入，不讓灰塵產(chǎn)生，不讓灰塵堆積，迅速排除灰塵，因此，潔凈室內(nèi)，對(duì)作業(yè)人員的潔凈服裝，對(duì)帶入的工具、材料等，對(duì)于設(shè)備的清理和通風(fēng)都要嚴(yán)格的要求。

潔凈室灰來源分析

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微粒直徑對(duì)比（um）

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    除了灰塵以外，化學(xué)物質(zhì)也是潔凈室需要重點(diǎn)考慮和去除的�；瘜W(xué)物質(zhì)主要分為酸性物質(zhì)，堿性物質(zhì)，有機(jī)物，摻雜性氣體等，主要來源為大氣、生產(chǎn)中使用的化學(xué)用品，建材等，在車間生產(chǎn)過程中要使用大量的化學(xué)物質(zhì)，而雜質(zhì)化學(xué)物質(zhì)很容易和生產(chǎn)用化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，故化學(xué)物質(zhì)的去除同樣是潔凈室需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面。

潔凈室化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生和危害

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