第一節(jié) 產品定義、性能及應用特點
氦氣為無色無味,不可燃氣體,空氣中的含量約為5.2%。化學性質完全不活潑,通常狀態(tài)下不與其它元素或化合物結合。理論上可以從空氣中分離抽取,但因其含量過于稀薄,工業(yè)上從含氦量約為0.5%的天然氣中分離、精制得到氦氣。
在室溫和大氣壓力下,氦是無色、無嗅、無味的氣體。它在干空氣中的體積含量為5.24×10-6。氦不能僅靠將飽和液體冷卻到絕對零度而固化。要使氦固化,必須施以相應壓力。在2.173K,氦將或多少從正常液體轉變成一種具有獨特性質的流體。溫度高于2.173K的液體稱為氦Ⅰ。低于此溫度的液體稱為氦Ⅱ。氦Ⅱ為超流體。它的熵為零,熱導率極高,黏度幾乎為零。氦是單原子氣體,化學性質不活潑。通常條件下不與其它元素和化合物反應。
由于化學性質不活潑和輕于空氣等特征,氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體,這一用途也是眾所周知的。此外,利用其-268.9℃的低沸點,液氦可以用于超低溫冷卻。在懸浮列車等領域中廣受關注的超導體應用中,氦氣是不可或缺的。在海洋開發(fā)領域的呼吸用混合氣體中,以及醫(yī)療領域的核磁共振成像設備的超導電磁體冷卻的用途中,氦氣在軍工、科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導體、管道檢漏、超導實驗、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產品生產中都得到了廣泛的應用。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
早在1868年,法國天文學家簡森(JanssenPJC,1824-1907)在觀察日全蝕時,就曾在太陽光譜上觀察到一條黃線D,這和早已知道的鈉光譜的D1和D2兩條線不相同。同時,英國天文學家洛克耶爾(LockyerJN,1836-1920)也觀測到這條黃線D。當時天文學家認為這條線只有太陽才有,并且還認為是一種金屬元素。所以洛克耶爾把這個元素取名為Helium,這是由兩個字拼起來的,helio是希臘文太陽神的意思,后綴-ium是指金屬元素而言。中譯名為氦。
1895年,萊姆賽和另一位英國化學家特拉弗斯(TraversMW,1872-1961)合作,在用硫酸處理瀝青鈾礦時,產生一種不活潑的氣體,用光譜鑒定為氦,證實了氦元素也是一種稀有氣體,這種元素地球上也有,并且是非金屬元素。
隨著工業(yè)生產和科學技術的發(fā)展,稀有氣體越來越廣泛地應用在工業(yè)、醫(yī)學、尖端科學技術以至日常生活里。氦氣是除了氫氣以外最輕的氣體,可以代替氫氣裝在飛船里,不會著火和發(fā)生爆炸。氦氣還用來代替氮氣作人造空氣,供探海潛水員呼吸,因為在壓強較大的深海里,用普通空氣呼吸,會有較多的氮氣溶解在血液里。氦氣在血液里的溶解度比氮氣小得多,用氦跟氧的混合氣體(人造空氣)代替普通空氣,就不會發(fā)生上述現象。在現代科學技術不斷發(fā)展的同時,氦氣的制備分離技術也隨之有著較快的發(fā)展,相信這種具有特殊性質的氣體,其未來的應用領域會更為廣泛。
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