然后利用活性炭进行吸附提纯,得到纯氦。合成氨法:在合成氨中,从尾气经分离提纯可得氦。空气分馏法:从液态空气中用分馏法从氖氦混合气中提出。铀矿石法:将含氦的铀矿石经过焙烧,分离出气体,再经过化学方法,除去水蒸气、氢气和二氧化碳等杂质提纯出氦。[5]氦作用用途编辑氦氖激光仪由于氦很轻,而且不易燃,因此它可用于填充飞艇、气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体,还可用来填充灯泡和霓虹灯管,也用来制造泡沫塑料。用途由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧气中防止减压病,作为潜水员的呼吸用气体,或用于气喘和窒息。液体氦的温度(℃)接近零度(-273℃),因此它在超导研究中用作超流体,制造超导材料。液态氦还常用做冷却剂和制冷剂。在医学中,用于氩氦刀以。它还可以用作人造大气层和镭射媒体的组成部分。[5]氦危险性编辑氦引起窒息如果大量吸入氦气,会造成体内氧气被氦取代,因而发生缺氧(呼吸反射是受体内过量二氧化碳驱动,而对缺氧并不敏感),严重的甚至会死亡。另外,如果是由高压气瓶中直接吸入氦气,那么其高流速就会严重地破坏肺部组织。这个有趣的现像,使得吸入氦气的人说话尖声细气,就好像旧时的卡通人物一样。菏泽化工氦气企业
氦气应用领域氦气应用于**、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等。[4]1、低温冷源:利用液氦的℃的低沸点,液氦可以用于**温冷却。而**温冷却技术在超导技术等领域有较的应用,超导材料需要在低温(100K左右)中才能表现出超导特性,大多数情况下只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。超导技术在交通行业的磁悬浮列车,医疗领域的核磁共振成像设备都有较大的应用。2、气球充气:由于氦气密度远小于空气(空气的密度为,氦气的密度为),而且化学性质极不活泼,较氢气安全(氢气可以在空气中燃烧,可能会引起),氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体。[1]3、检验分析:仪器分析中常用的核磁共振分析仪的超导磁体需要利用液氦降温,气相色谱分析中氦气常作为载气,利用氦气渗透性好、不可燃的特点,氦气还应用于真空检漏,如氦质谱检漏仪等。4、保护气:利用氦气不活泼的化学性质,氦气常用于镁、锆、铝、钛等金属焊接的保护气。[1]6、其他方面:氦气可用作高真空装置、原子核反应堆[5]在火箭、宇宙飞船上用作输送液氢、液氧等液体推进剂的加压气体。氦气还用作原子反应堆的清洗剂。菏泽化工氦气企业含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的 来源。
自然界中存在的氦基本上全是氦4。普通液氦是一种很易流动的无色液体,其表面张力极小,折射率和气体差不多,因而不易看到它。液态4He包括性质不同的两个相,分别称为HeⅠ和HeⅡ,在两个相之间的转变温度处,液氦的密度、电容率和比热容均呈现反常的增大。两个液相HeⅠ和HeⅡ间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为,压强增加时,λ点移向较低的温度,两个液相的相变曲线为一直线,称为λ线。液氦超流体液氦具有一系列引人注目的特点,主要表现在以下几方面。超流动性普通液体的粘滞度随温度的下降而增高,与此不同,HeⅠ的粘滞度在温度下降到,几乎与温度无关,其数值约为3×10-6帕秒,比普通液体的粘滞度小得多。在,HeⅠ的粘滞度随温度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滞度在λ点以下的温度时立刻降至非常小的值(<10-12帕秒),这种几乎没有粘滞性的特性称为超流动性。用粗细不同的毛细管做实验时,发现流管愈细,超流动性就愈明显,在直径小于10-5厘米的流管中,流速与压强差和流管长度几乎无关,而*取决于温度,流动时不损耗动能。氦膜任何与HeⅡ接触的器壁上覆盖一层液膜,液膜中只包含无粘滞性的超流体成分,称为氦膜。
他只有求助于当时相当的光谱学家之一的伦敦物理学家克鲁克斯。克鲁克斯证明了,这种气体就是氦。这样氦在地球上也被发现了。[5]在二十世纪初的几十年里,世界各国都在寻找氦气资源,在当时主要是为了充飞艇。但是到了二十一世纪,氦不仅用在飞行上,前列科学研究,现代化工业技术,都离不开氦,而且用的常常是液态的氦,而不是气态的氦。液态氦把人们引到一个新的领域——低温世界。英国物理学家杜瓦(Dewar)在1898年首先得到了液态氢。就在同一年,荷兰的物理学家卡美林·奥涅斯也得到了液态氢。液态氢的沸点是零下253℃,在这样低的温度下,其他各种气体不仅变成液体,而且都变成了固体。只有氦是一个不肯变成液体的气体。包括杜瓦和卡美林·奥涅斯在内的科学家们和决心把氦气也变成液体。1908年7月13日晚,荷兰物理学家卡美林·奥涅斯(HeikeKamerlinghOnnes昂纳斯)和他的助手们在的莱顿实验室取得成功,氦气变成了液体。他次得到了320立方厘米的液态氦。要得到液态氦,必须先把氦气压缩并且冷却到液态空气的温度,然后让它膨胀,使温度进一步下降,氦气就变成了液体。液态氦是一种与众不同的液体,其沸点为零下269℃。在这样低的温度下,氢也变成了固体。若发生泄漏,应迅速撤离泄漏污染区人员至上风处。
在零度附近需加34个大气压才能固化。1972年,,分别称为3He-A和3He-B,它们均为超流态。液态3He和4He在,在该温度以下则分离成两相,按3He所占比例的多少分别称为浓相(含3He较多)和稀相(含3He较少),浓相浮于稀相之上(因3He比4He轻)。3He原子从浓相通过界面进入稀相时要吸热,这就是稀释致冷机的工作原理(见**温技术)。3He原子的电子总自旋为零,核自旋为1/2,故与电子一样属费米子,遵守费米-狄拉克统计,液态3He称为费米液体,正常态的液态3He的性质可用朗道的费米液体理论描述。液氦化学性质编辑氦的化学性质稳定,几乎不与其他任何元素化合。理论上的确有一些氦的化合物在极低温极高压状态下可以存在。在光谱中可以观测到HeH+(已知**强的酸),而HeH的激发态可以作为准分子存在。详见稀有气体化合物词条。液氦用途编辑氦是**不活泼的元素,而且极难液化。氦的应用主要是作为保护氦气曾被用来当做热气球和飞艇的驱动力气体、气冷式核反应堆的工作流体和**温冷冻剂等等。氦气在卫星飞船发射、导弹武器工业、低温超导研究、半导体生产等方面具有重要用途。液氦气球和飞艇氦气曾被用来当做热气球和飞艇的驱动力,氦气的密度要比空气小得多。氦单质在极低温度下由气态氦转变为液态氦。菏泽化工氦气企业
由于液氦的低温,在此温度下出现了许多奇妙的物理现象。菏泽化工氦气企业
天文学家也继续研究着太阳元素。太阳上的氢“燃烧”变成了氦,以后的命运又如何呢?他们发现宇宙间有一些比太阳更炽热的恒星,中心温度达到几亿度。在这些恒星的**,氢原子核已经都变成了氦原子核,氦原子核又相互碰撞,正在生成着碳原子核和氧原子核,同时放出大量的能。这类恒星橡心脏一样,一会儿膨胀,一会儿收缩,很有规律。为什么会这样?这也是因为氦在起作用。天文学家还研究了银河系内氢的含量和氦的含量的比值。根据这个比值,有人估算了银河系的年龄有一二百亿年。氦的历史并没有完,人类认识氦的历史也没有完,而我们这本讲氦的故事的小册子,却不得不结束了。要问在发现氦和研究氦的历史上谁的功劳比较大呢?是天文学家詹森和罗克耶吗?是化学家拉姆赛和物理学家克鲁克斯吗?是发明分光镜的本生与基尔霍夫吗?当然还要考虑把空气、氢气以及氦气液化的汉普松、卡美林·奥涅斯等人的功劳。很难说。在人类认识氦的历史上,他们都有着自己的贡献。氦**是一种元素,但是发现它和认识它,是许多门科学——物理学、天文学、化学、地质学等的共同胜利,决不是某一个人的力量能够完成的。菏泽化工氦气企业