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高純氦氣是單原子稀有氣體分子,是一種無色、無味、無毒的不燃燒的儲(chǔ)存于氣瓶中的高壓氣體,常溫下為氣態(tài)的惰性氣體。壓力通常有15MPa,氣體密度0.1786g/L(0°C、1atm),液態(tài)密度0.1250kg/?(沸點(diǎn))。臨界溫度較低,是較難液化的氣體,極不活潑,不能燃燒,也不助燃。進(jìn)行低壓放電時(shí)顯深黃色。氦具有特殊的物理性質(zhì),在零度時(shí),在其蒸氣壓下,氦不會(huì)固化。
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氦氣之所以稀缺,一方面是由于其用途非常廣泛,另一方面是因?yàn)楹鉄o法通過人工制備獲得,氦氣在空氣中的含量非常低,只有約0.000524%,從空氣中提取氦氣,成本可能比等體積的黃金還要貴,不具備工業(yè)提取價(jià)值。
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我國氦氣資源相當(dāng)貧乏,礦物中氦氣的含量很低,且提取難度大,成本高。目前工業(yè)提取的氦氣,主要以含有氦的然氣作為原料,反復(fù)進(jìn)行液化分餾,然后利用活性炭進(jìn)行吸附提純,得到純氦。此外空分法和氫液化法也是常用的提取純氦氣的方法,這兩種提取方法都能得到99.99%的純氦氣。目前,氦氣主要通過高壓鋼瓶來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
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氦具有特殊的物理性質(zhì),在零度時(shí),在其蒸氣壓下,氦不會(huì)固化。 高純氦氣在不同環(huán)境中有些其他特有的物理性質(zhì)見下列表:液體密度(4.20K,100.312kPa): 125.2kg/m氣體密度(0℃,101.325kPa): 0.1785kg/m相對(duì)密度(氣體,0℃,101.325kPa): 0.138比容(21.1℃,101.325kPa): 6.0304m/kg [2] 氣液容積比(15℃,100kPa): 748L/L臨界溫度: -268.0℃臨界壓力: 229kPa臨界密度: 69.3kg/m熔化熱(1.2K,2555kPa): 0.0836kJ/kg氣化熱(-268.926℃,101.325kPa): 20.42kJ/kg比熱容(氣體,25℃,101.325kPa): Cp=5238.3J/(kg·K) Cv=3213.7J/(kg·K)比熱比(氣體,25℃,101.325kPa): Cp/Cv=1.63蒸氣壓(0.5K): 0.0000022kPa (2.0K): 3.17kPa (5.0K): 197.1kPa粘度(0℃,101.325kPa): 0.01864mPa·S (液體,3.0K): 0.0033mPa·S表面張力(4.2K): 0.096mN/m導(dǎo)熱系數(shù)(0℃,101.325kPa): 0.1426W/(m·K) (液體,2.4K): 0.01883W/(m·K)折射率(氣體,0℃,101.325kPa): 1.000035
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