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高純氦氣是一種具有獨特物理和化學性質的單原子稀有氣體分子1。以下是關于它的詳細介紹:
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性質1:
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物理性質:無色、無味、無毒,是難液化的氣體,臨界溫度低。在零度時,在其蒸氣壓下,氦不會固化。氣體密度 0.1786g/L(0°C、1atm),液態密度 0.1250kg/L(沸點),具有低密度、高導熱性、極低黏度等特性。
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化學性質:化學性質極為穩定,一般不生成化合物,在低壓放電管中受激發可形成 He +2、HeH 等離子及分子,在特定條件下和某些金屬可形成化合物。
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生產方法:從天然氣中提取氦氣是目前的工業化生產方式5。如全球套 3.6 萬 Nm3/d 含氦煤層氣提取高純氦氣裝置,采用 “變壓吸附 + 膜分離 + 精制純化” 的煤層氣提氦工藝,將氦氣純度從 0.1% 提高至 99.999% 以上5。
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應用領域:
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航空航天3:用于凈化空間操作中的氫氣系統,用作地面和飛行流體系統中的壓力調節器,也是氣象和其他觀測氣球的浮力源。
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電子工業:在半導體制造過程中,用于硅片的生長、刻蝕等工藝,可作為保護氣體,防止硅片被氧化,提高半導體器件的性能和質量。
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生物醫療:是醫療領域核磁共振成像設備的超導電磁體冷卻的關鍵氣體1。還可與氧氣混合,作為潛水員的呼吸用氣體,有效消除氮氣麻醉,降低深呼吸阻力,縮短減壓休息時間4。
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其他領域4:可作為火箭液體燃料的壓送劑和增壓劑,大量用于導彈、宇宙飛船和超音速飛機上。氦氣有優良的滲透性,用于核反應堆的冷卻,火箭和核反應堆的一些管道及電子和電氣裝置等的檢漏。還可用來填充燈泡、霓虹燈管,也是理想的氣球及飛艇用氣。液體氦可獲得接近溫度(-273℃)的低溫,用于制造超導設備。
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注意事項:高純氦氣屬于高壓氣體,儲存和運輸時需使用專用的氣瓶,并確保氣瓶符合相關安全標準。在使用過程中,要防止氣體泄漏,避免在密閉空間內大量使用,以防窒息危險。雖然氦氣本身無毒,但在高濃度下會使人窒息。同時,要避免氦氣與明火或高溫源接觸,雖然氦氣不燃燒也不助燃,但高溫可能導致氣瓶壓力升高,引發安全事故。
