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*技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，都是出于生產(chǎn)的需要，潔凈室技術(shù)也不例外。在**次*大戰(zhàn)期間，美國生產(chǎn)的飛機導(dǎo)航用氣浮陀羅儀，由于質(zhì)量不穩(wěn)定，每10個陀羅儀平均要返工120次。50年代初朝鮮半島戰(zhàn)爭期間，美國的16萬臺電子通訊設(shè)備，更換了百萬個以上的電子部件，雷達出故障的時間占84%，潛水艇聲納出故障的時間占48%。原因都是電子器件、零部件的可靠性差，質(zhì)量不穩(wěn)定。軍方與廠商究其原因，*終從多方面判定與生產(chǎn)環(huán)境不潔凈有關(guān)。盡管當時曾不惜工本，采取了種種嚴密措施來封閉生產(chǎn)車間，但收效甚微。直到50年代初，將美國原子能委員會為解決對人體有害的放射性塵埃的捕集問題，于1951年研制成功的空氣過濾器(HEPA—HighEfficiencyParticulateAirFilter)應(yīng)用于生產(chǎn)車間的送風過濾，才真正誕生了具有現(xiàn)代意義的潔凈室。

1961年美國桑第阿*實驗室(SandiaNationalLaboratories)的**研究人員懷特菲爾特(WillisWhitfield)提出了當時稱之為層流(laminarflow)，現(xiàn)正名為單向流(unidirectionalflow)的潔凈空氣流組織方案，并應(yīng)用于實際工程。從此潔凈室達到了****的更高潔凈*。

同年美國空軍制定頒發(fā)了*上**個潔凈室標準TO—00—25——203空軍指令“潔凈室與潔凈工作臺的設(shè)計與運轉(zhuǎn)特性標準”。在此基礎(chǔ)上，1963年12月公布了將潔凈室劃分為三個*

的美國聯(lián)邦標準FED—STD—209。至此形成了完善的潔凈室技術(shù)的雛形。以上的這三個關(guān)鍵的進步，常被譽為現(xiàn)代潔凈室發(fā)展歷史上的三個里程碑。

上世紀六二年代中期，潔凈室在美國如雨后春筍涌現(xiàn)在各種工業(yè)部門。它不僅用于**工業(yè)，也在電子、光學、微型軸承、微型電機、感光膠片、超純化學試劑等工業(yè)部門得到推廣，對當時科學

技術(shù)和工業(yè)發(fā)展起了很大的促進作用。

七十年代初潔凈室的建設(shè)重點開始轉(zhuǎn)向醫(yī)療、制藥、食品及生化等行業(yè)。除美國而外，其它工業(yè)**，日本、德國、英國、法國、瑞士、前蘇聯(lián)、荷蘭等也都*重視并先后大力發(fā)展了潔凈技術(shù)。

潔凈技術(shù)的問世：發(fā)展歷程

綜述

六十年代初是中國潔凈技術(shù)發(fā)展的起步階段，大致比國外晚了十年。在中國，那是一個非常特殊的困難年代，一方面剛度過三年自然災(zāi)害，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，另一方面與*科技**沒有直接交往，得不到必要的科技數(shù)據(jù)、信息和樣品。在這種艱難條件下，圍繞*密機械、航空儀表和電子工業(yè)的需要，中國的潔凈技術(shù)工作者開始了自己的創(chuàng)業(yè)歷程。

潔凈技術(shù)在中國發(fā)展的歷程劃分為如下幾個階段：

潔凈技術(shù)的問世起步和奠基階段

六十年代初至七十年代末，這十多年是中國潔凈技術(shù)的起步和奠基階段。

1965年，由中國建筑科學研究院空氣調(diào)節(jié)研究所和蚌埠*緣材料廠等單位研制完成帶波紋隔板的空氣過濾器通過鑒定，標志了我國潔凈技術(shù)開始正式起步。當時所用濾紙有兩種材質(zhì)，一種是藍石

棉纖維濾紙的GS系列空氣過濾器，但因生產(chǎn)過程對人體健康不利很快被淘汰;另一種是超細玻璃纖維濾紙的GB系列空氣過濾器，一直沿用至今。經(jīng)國內(nèi)多次與國外同類產(chǎn)品對比測試，以及美國明尼

蘇達大學氣溶膠研究所對中國高效過濾器濾紙所作測試的結(jié)果，都證明國產(chǎn)空氣過濾器的主要技術(shù)指標，達到同期*標準。

值得提及的是，盡管日本自50年代末已著手與美國合作在日本制造空氣過濾器，潔凈技術(shù)起步較早，但技術(shù)與濾紙來自美國，直到1969年日本的HEPA過濾器才完國內(nèi)化。

與此同時，先后于1963年研制成功濾料鈉焰試驗臺，1964年建成了高效過濾器的鈉焰試驗臺，這時空氣過濾器的正常生產(chǎn)和質(zhì)量提高了保障作用。中國醫(yī)學科學院衛(wèi)生研究所、清華大學核能所等單位，為此付出了艱辛的工作。

如果把空氣過濾器比喻為潔凈技術(shù)的“心臟”，那么檢測技術(shù)及儀器則是潔凈技術(shù)的眼睛，靠它來鑒別與把關(guān)。六十年代中期，中國醫(yī)學科學院衛(wèi)生研究所、哈爾濱建工學院、

丹東儀表研究所、院安徽光機所、建研院空調(diào)所等單位先后投入力量研制光散射粒子計數(shù)器。1973年，建研院歷時三年研制成功了中國**臺型號為J—73型的塵埃粒子計數(shù)器，以及標定粒子計數(shù)器用的標準粒子——單分散聚苯乙烯膠乳標準粒子(PSL)，其平均粒徑從0.177~1.460μm，共九種，標準差很小，均方根差變系數(shù)σ/χ<5%。J—73型共設(shè)有15個粒徑檔，測量范圍是0.3~10μm，采樣流量為300ml/min。這兩項成果于1974年通過*鑒定并認為已達到或接近當時的*水平。塵埃粒子計數(shù)器的推廣應(yīng)用，推動了中國潔凈技術(shù)的科研、設(shè)計和凈化設(shè)備生產(chǎn)，沿著自立、自強的道路向前進步。

同時，一些電子技術(shù)、*密機械和國防工業(yè)的設(shè)計院，也在探索、研究潔凈室的工程設(shè)計。1965年建成的沈陽119廠和石家莊13所就是由三機部四院(現(xiàn)航空工業(yè)部第四設(shè)計院)和四機部**設(shè)計院(現(xiàn)中國電子工程設(shè)計院)分別參照原蘇聯(lián)的妝化等級設(shè)計建設(shè)的。

中國科學院設(shè)計院1966年選用國產(chǎn)GB系列空氣過濾器設(shè)計了中國科學院面積為760平方米的*密機械裝配車間，1970年投入生產(chǎn)。后經(jīng)測定，在靜態(tài)條件下，室內(nèi)換氣次數(shù)為20AC/h時，室內(nèi)潔凈度達到當時美國聯(lián)邦標準209A的10000級。

1973年初，四機部第十設(shè)計院和第十一設(shè)計院，分別著手進行了878廠和4433廠的潔凈車間設(shè)計，兩個工廠的潔凈室*包括從FED—STD—209A的100,000級至100級，采用的氣流流

型有垂直單向流、水平單向流和亂流等。

在這個階段內(nèi)，與潔凈室配套的凈化設(shè)備陸續(xù)試制成功，一些原來生產(chǎn)*電、半導(dǎo)體專用設(shè)備的、生產(chǎn)醫(yī)療器械的工廠轉(zhuǎn)向凈化設(shè)備的生產(chǎn)，在國內(nèi)形成了初步的潔凈室設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模與布局。這些工廠當時主要分布在北京、天津、蘇州、上海和重慶。從設(shè)計制造多種型式的潔凈工作臺(cleanbench)開始，隨后陸續(xù)設(shè)計制造了吹淋室、氣閘室、物料傳遞窗、余壓閥等設(shè)備。

為了適應(yīng)六十年代末、七十年代初，一些研究機構(gòu)對小型潔凈工作環(huán)境的需求，以及一些舊廠房進行小規(guī)模潔凈室改造的需要，建研院空調(diào)所、六機部九院(現(xiàn)船舶工業(yè)總公司第九設(shè)計院)、

三機部四院、天津醫(yī)療器械廠天津醫(yī)藥凈化設(shè)備廠前身)等單位，研制成功了裝配式垂直單向流、水平單向流潔凈室。這種由凈化設(shè)備廠生產(chǎn)的裝配式潔凈室，特別在利用原有建筑物進行技術(shù)改造，

所需凈化面積又比較小的場合，發(fā)揮了設(shè)計、施工快捷，技術(shù)性能穩(wěn)定的特點，1974年在天津通過了*鑒定。

1974年以來，建研院空調(diào)所、四機部十院等單位分別建立了潔凈技術(shù)試驗室，開展了一些基礎(chǔ)研究。如建研院空調(diào)所在該所試驗室中進行了亂流潔凈室均勻分布與不均勻分布計算

的研究，全頂棚送風兩側(cè)下回風潔凈室氣流特性的研究等;四機部第十設(shè)計研究院在該院的潔凈試驗室中進行了亂流潔凈室的試驗研究，高效過濾器送風口的氣流分布研究，人體發(fā)塵

量研究等多項課題。

與此同時，一些研究單位及設(shè)計院，如七機部七院(航天工業(yè)部七院)、建研院空調(diào)所、四機部十院、十一院、二機部二院(核工業(yè)部二院)、六機部九院等，和一些大專院校如天津大學、同濟大學、河北工學院組成了配合*大規(guī)模集成電路攻關(guān)的潔凈室技術(shù)研究協(xié)作組，為規(guī)范與提高中國的潔凈技術(shù)水平，進行了一系列的測試與調(diào)研工作。如在北京、西安、上海等地進行了不同環(huán)境室外大氣含塵濃度的長期臨測與統(tǒng)計分析，在國內(nèi)各地對已建潔凈室進行了測試，并著手對潔凈室設(shè)計、施工、運行及設(shè)備生產(chǎn)方面的經(jīng)驗進行總結(jié)。

國外同期潔凈技術(shù)發(fā)展概況大致如下：

六十年代中，美國的電子、*密機械等工廠的潔凈室如雨后春筍，對當時科學技術(shù)和工業(yè)發(fā)展起了很大的促進作用，同時開始了將工業(yè)潔凈室技術(shù)(ICR—IndustrialCleanroom)移植

到生物潔凈室(BCR—BiologicalCleanroom)的歷程。七十年代初潔凈室的建設(shè)熱潮轉(zhuǎn)向醫(yī)療、制藥、食品及生化等行業(yè)。

1966年在美國新墨西哥州建成了*上**個垂直單向流的生物潔凈技術(shù)室(BCOR—BiologicalCleanOperatingRoom)。同年，當時的美國污染控制協(xié)會AACC(AmericanAssociationofContaminationControl，后并入IEST—InstituteofEnvironmentalScienceandTechnology)，發(fā)表了“層流手術(shù)室的設(shè)計與建造”、“層流潔凈空氣在外科領(lǐng)域的應(yīng)用”等指導(dǎo)性文件。

同年還在美國明尼蘇達大學建成了*上**個水平層流的無菌室。1967年在美國德州的M.D.安德遜病院建成了*上*早的生物潔凈白血病室。

在英國，有名的整形外科專家恰利(D.J.Charnley)，也于1966年建起了稱之為潔凈房(cleanhouse)型式的生物潔凈手術(shù)室。1969年在奧地利的里茨建成了歐洲**個層流病房，

隨后在瑞士、德國先后建成用于醫(yī)療的生物潔凈室。

在日本發(fā)展得更快，1965年日本國立公眾衛(wèi)生院建成了采用高效過濾器的生物潔凈室(BCR)用于無菌動物(SPF)的飼育室。1970年在愛知縣職工病院建成了裝配式垂直層流白血病房。

1972年建成了國立大阪醫(yī)院垂直層流流型無菌手術(shù)室。至1977年底，病院的生物潔凈室已達131個。

為確保藥品的**性、有效性，1964年美國食品藥品管理局(FDA)開始在美國實施“醫(yī)藥品的制造和質(zhì)量管理規(guī)范”，簡稱GMP(GoodManufacturingPractice)。1969年*衛(wèi)生組織(WH0)頒布了GMP，規(guī)定了為保障藥品無菌生產(chǎn)，對生產(chǎn)環(huán)境和用水質(zhì)量的要求。生物潔凈室技術(shù)在美、日、西歐等工業(yè)*的制藥工業(yè)得到了廣應(yīng)用。

美國FDA于1969年頒布了“食品制造標準”，即食品的GMP，要求在制造和包裝過程中嚴格控制微生物和溫濕度，以防止食品變質(zhì)。食品無菌裝罐的潔凈室，當時在歐美迅速得到推廣。

以美國為例，1971年無菌裝罐食品總量為25.4億噸，1980年增長為132.7億噸，其中肉制品增長幅度近19倍。在食品釀造、發(fā)酵工業(yè)對純種的培養(yǎng)、接種、擴種等工藝也都采用了潔凈室技術(shù)。

以占有七成左右潔凈室市場的電子與半導(dǎo)體工業(yè)而言，七十年代被稱為大規(guī)模集成電路(LSI)時代，而八十年代則被稱為超大規(guī)模集成電路(VLSI)時代。集成電路的集成度從1970年以來，差不多以每隔2~3年增長4倍速率飛速發(fā)展。

七十年代末，64K位RAM作為進入超大規(guī)模集成電路階段的標志性產(chǎn)品研制過程中，注意到其典型線寬為3μm，需控制的*小粒徑為0.3~0.8μm。也就是說，以0.3μm效率為標準的HEPA過濾器不能適應(yīng)電子技術(shù)的進一步發(fā)展。美國、日本相繼研制與制造了對0.1μm塵粒計數(shù)過濾效率達99.99~99.995%的超空氣過濾器——ULPA(Ultralowpenetrationair)過濾器(亦可譯為“極低穿透率空氣過濾器”)。

潔凈技術(shù)的問世：成熟與發(fā)展階段

七十年代末至八十年代末，這十年間，中國的潔凈技術(shù)經(jīng)歷了一段陽光燦爛的發(fā)展階段。在中國潔凈技術(shù)發(fā)展歷程中，許多標志性的重要成果，幾乎都誕生在這個階段。

1、標準、規(guī)范制定與*交往方面：

1979年1月出版了以建研院空調(diào)所為首的設(shè)計、研究和大專院校等單位對建成的工業(yè)潔凈室的測試和總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上編制的“空氣潔凈技術(shù)措施”，起到了規(guī)范與推動當時中國潔凈室技術(shù)的重要作用，為日后*標準的制定奠定了基礎(chǔ)。

1984年12月頒發(fā)了以電子部第十設(shè)計院會同有關(guān)單位共同編制的GBJ73-84*標準“潔凈廠房設(shè)計規(guī)范”，其中，關(guān)于潔凈度分級標準等同采用了當時*上大多數(shù)*認同的美國聯(lián)邦標準209B，摒棄了此前在中國國內(nèi)曾在不同范圍內(nèi)使用過的多個借鑒*標準而自定的潔凈室分級標準，為中國潔凈室技術(shù)與*接軌向前邁進了一步。

隨后，結(jié)合中國國情，參考*標準先后制定了GB6166-85濾料性能實驗方法、穿透率和阻力，GB6167-85塵埃粒子計數(shù)器性能試驗方法，GB6168-85層流潔凈工作臺檢驗標準等多個標準，對統(tǒng)一與規(guī)范試驗、測定方法，增強科學性起了很大作用。

值得一提的是1988年11月定稿的*標準GB12218-89“一般通風用空氣過濾器性能試驗方法”中規(guī)定采用大氣塵的限徑計數(shù)效率法來測定粗、中、高中效空氣過濾器的效率，這是以天津大學為代表的國內(nèi)各研究單位多年實踐的經(jīng)驗總結(jié)，在*上率先采用此方法。1993年歐洲通風協(xié)會(ASHRAE)先后放棄了原有的大氣塵比色效率法(NBS、AFI、ASHRAE)的計重效率法，同時頒布采用大氣塵或標準塵的計徑計數(shù)法。

特別是1982年6月成立了中國電子學會潔凈技術(shù)分會(對外的名稱是“中國污染控制協(xié)會”CCCS—ChineseContaminationControlSociety)，并創(chuàng)辦了“潔凈技術(shù)”雜志(現(xiàn)名為“潔凈與空調(diào)技術(shù)”—ContaminationCon