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高纯氦气是一种具有独特物理和化学性质的单原子稀有气体分子1。以下是关于它的详细介绍:
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性质1:
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物理性质:无色、无味、无毒,是难液化的气体,临界温度低。在零度时,在其蒸气压下,氦不会固化。气体密度 0.1786g/L(0°C、1atm),液态密度 0.1250kg/L(沸点),具有低密度、高导热性、极低黏度等特性。
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化学性质:化学性质极为稳定,一般不生成化合物,在低压放电管中受激发可形成 He +2、HeH 等离子及分子,在特定条件下和某些金属可形成化合物。
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生产方法:从天然气中提取氦气是目前的工业化生产方式5。如全球套 3.6 万 Nm³/d 含氦煤层气提取高纯氦气装置,采用 “变压吸附 + 膜分离 + 精制纯化” 的煤层气提氦工艺,将氦气纯度从 0.1% 提高至 99.999% 以上5。
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应用领域:
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航空航天3:用于净化空间操作中的氢气系统,用作地面和飞行流体系统中的压力调节器,也是气象和其他观测气球的浮力源。
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电子工业:在半导体制造过程中,用于硅片的生长、刻蚀等工艺,可作为保护气体,防止硅片被氧化,提高半导体器件的性能和质量。
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生物医疗:是医疗领域核磁共振成像设备的超导电磁体冷却的关键气体1。还可与氧气混合,作为潜水员的呼吸用气体,有效消除氮气麻醉,降低深呼吸阻力,缩短减压休息时间4。
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其他领域4:可作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂,大量用于导弹、宇宙飞船和超音速飞机上。氦气有优良的渗透性,用于核反应堆的冷却,火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。还可用来填充灯泡、霓虹灯管,也是理想的气球及飞艇用气。液体氦可获得接近温度(-273℃)的低温,用于制造超导设备。
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注意事项:高纯氦气属于高压气体,储存和运输时需使用专用的气瓶,并确保气瓶符合相关安全标准。在使用过程中,要防止气体泄漏,避免在密闭空间内大量使用,以防窒息危险。虽然氦气本身无毒,但在高浓度下会使人窒息。同时,要避免氦气与明火或高温源接触,虽然氦气不燃烧也不助燃,但高温可能导致气瓶压力升高,引发安全事故。
