氦是单原子气体,化学性质不活泼。通常条件下不与其它元素和化合物反应。
氦气广泛应用于军i工、科研、石化、制冷、医i疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、焊接、光电子产品生产等。
1、低温冷源:利用液氦的-268.9℃的低沸点,液氦可以用于超低温冷却。而超低温冷却技术在超导技术等领域有较广泛的应用,超导材料需要在低温(100K左右)中才能表现出超导特性,大多数情况下只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。超导技术在交通行业的磁悬浮列车,医i疗领域的核i磁共振成像设备都有较大的应用。
2、气球充气:由于氦气密度远小于空气(空气的密度为1.29kg/m3,氦气的密度为0.1786kg/m3),而且化学性质极不活泼,较氢气安全(氢气可以在空气中燃烧,可能会引起爆i炸),氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体。
3、检验分析:仪器分析中常用的核i磁共振分析仪的超导磁体需要利用液氦降温,气相色谱分析中氦气常作为载气,利用氦气渗透性好、不可燃的特点,氦气还应用于真空检漏,如氦质谱检漏仪等。
4、保护气:利用氦气不活泼的化学性质,氦气常用于镁、锆、铝、钛等金属焊接的保护气。
6、其他方面:氦气可用作高真空装置、原子核反应堆在火箭、宇宙飞船上用作输送液氢、液氧等液体推进剂的加压气体。氦气还用作原子反应堆的清洗剂,在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,气体温度计的填充气等。
制备方法
1.冷凝法:天i然气提氦在工业上采用冷凝法该法工艺包括天i然气的预处理净化、粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的纯氦气。
2.空分法:一般采用分凝法从空气装置中提取粗氦、Ne混合气,由粗氦、Ne混合气制纯氦、Ne混合气经分离及纯化,制得99.99%的纯氦气。
3.氢液化法:工业上采用氢液化法从合成氨尾气中提氦。该法工艺是低温吸附清除氮、精馏得到粗氦加氧催化除氢及氦的纯化,制得99.99%的纯氦气。
4.高纯氦法:将99.99%的纯氦进一步用活性炭吸附纯化制得99.9999%的高纯氦气。
氦在常温常压下为无色无臭无味无毒的惰性气体。不燃烧。微溶于水和有i机溶剂。在压力为101.325kPa时水中的溶解度为0.00901 ml/g(0℃)、0.00834 ml/g(30℃)、0.00887 ml/g(60℃)。20℃,101.325kPa时,在一些有i机溶剂中的溶解度为,甲i醇中31.3ml/1,乙醇中28.1ml/1,丙i酮中30.9ml/1,C₆H₆中18.0ml/l。氦是仅次于氢的轻气体,易扩散和渗透,化学性质稳定,因此,常用它作探漏气体。
氦气在各行各业客户的应用
航空航天
氦气广泛应用于航空航天和飞机制造业从制造到飞行的整个过程。太空飞行作业使用氦气净化氢气系统,地面和飞行流体系统将其用作增压剂。除此之外,氦气还用作气象和其他观测气球的升力源。
汽车及运输设备
氦气用于散热器换热器、空调组件、燃料箱和变矩器等重要汽车部件的测试,以确保其符合质量规范。此外,氦气还可与Ar配合使用,越来越多地用于安全气囊的充气操作。
潜水
潜水时,通过结合使用氧气和氦气,可有效消除氮麻i醉,减小深处呼吸阻力并缩短减压停顿时间。氦氧混合气能使潜水者在水中更深处停留更长时间。潜水越深,氦气浓度越高,潜水者便能下潜更深并实现更长的焊接时间。
电子
氦气在半导体、液晶面板和光纤线制造中起着重要作用,可实现零部件的快速冷却,从而提高生产率,还能控制热传递速率,以改善生产效率并减少缺陷;此外,氦气还可在生产过程中充当载运气体。
医i疗保健
作为磁共振和核i磁共振超导磁体的理想冷冻气体,氦气可实现-451华氏度的深冷温度,有效获取内脏器i官和组织的高分辨率图像。
焊接及金属加工
氦气在电弧温度条件下的惰性使其成为铝、不锈钢、铜和镁合金等高导热性材料焊接的理想气体,还可用作热处理过程中的淬火气体以及熔炉气体,提升零件耐性和质量。
以上信息由专业从事氦气气体安装的珂锐弘扬于2024/7/16 10:21:10发布
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