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氦氣在科研領(lǐng)域的應(yīng)用:工業(yè)上的氦氣主要從美國、俄羅斯、阿爾及利亞、卡塔爾含氦量約為0.5%中分離、精制得到高純氦氣。利用其-268.9℃的低沸點,液氦可以用于超低溫冷卻。
1、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(lǐng)域中廣受關(guān)注的超導(dǎo)體應(yīng)用中,氦氣是不可或缺的。
2、由于化學(xué)性質(zhì)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。
3、在海洋開發(fā)領(lǐng)域的呼吸用混合氣體中。
4、領(lǐng)域的成像設(shè)備的超導(dǎo)電磁體冷卻的用途中,氦氣都得到廣泛的應(yīng)用
5、科研、石化、制冷、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實驗、金屬制造、深海潛水、焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。
6、用作氦氣球、氦氣飛艇的填充氣體,以取代其有高度可燃性的氫氣。
7、與高純二氧化碳和高純氮氣一起用作二氧化碳激光切割機的氣體。
8、液氦用于成像儀的超導(dǎo)磁體。
9、跟氧氣一起用于深海作業(yè)的呼吸氣體。
10、用作空調(diào)領(lǐng)域氦漏儀的檢漏氣體。
11、跟高純氣一起用作特殊焊接的保護氣體。
12、用作氣相色譜儀。
13、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器的載氣。
14、我國相關(guān)采用氦氣代替水做冷卻劑
液氦的沸點極低(4.25K),使其成為高科技領(lǐng)域的寵兒:一是低溫超導(dǎo)。液氦溫度極低,可為超導(dǎo)磁體提供低溫環(huán)境,其中應(yīng)用廣的為磁共振成像(MRI)。醫(yī)院成像儀的核心大都是超導(dǎo)磁體,只有在液氦的低溫下才能穩(wěn)定運行,產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,保證高分辨率成像。二是低溫冷卻。MRI的應(yīng)用價值很高,日本于1995年安裝了278套超導(dǎo)MRI,過去單機液氦年用量約400L。
液氦廣泛用于原子反應(yīng)堆的冷卻介質(zhì)和清洗劑。三是測溫。由于氦氣的液化溫度很低,接近于零度,故其測溫范圍很廣,多用于精密測量。
氦氣具有化學(xué)惰性,常被用做半導(dǎo)體工業(yè)的保護氣和科學(xué)實驗中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣,避免電焊工件、單質(zhì)硅和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前,保護氣已成為氦氣的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。在氣相色譜中,氦氣作為載體氣可運送被測氣體且不與其發(fā)生反應(yīng)。
膜滲透法:
隨著膜材料的發(fā)展,膜滲透法提氦展現(xiàn)出越來越好的應(yīng)用前景。各種氣體對膜具有一定的滲透性能,且各種氣體的滲透性能各不相同,因而可以利用滲透法將氦氣提取出來。工業(yè)上應(yīng)用的滲透膜具有:滲透常數(shù)大,以保證產(chǎn)量并減少所需的膜面積;分離因子大,使流程簡化;全球?qū)ο∮袣怏w氦氣的需求正在不斷增加,但氦在這個星球上的儲量和可利用性是有限的,這推動了氦價上漲?;瘜W(xué)、機械和熱的穩(wěn)定性好,以保持長期的使用性能。膜材對各組分滲透的選擇性可分離因子口來表示。