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發布時間:2021-10-05 14:31  
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氦主要用于制冷、半導體、管道檢漏、焊接、金屬制造、深海潛水、光電子產品生產、氣球載、科研、軍事等領域。下面結合氦資源主要應用對氦資源用戶進行分析。
制冷(家用電器)領域
氦氣主要用于冷凝器、蒸發器、管道系統的檢漏。
半導體、光纖領域
氦氣主要用于半導體工業中生長鍺和硅晶體的保護氣,光纖預制棒制作和光纖拉絲工藝中冷卻和保護性氛圍氣體。
焊接保護氣
用途:當一些金屬在加熱或熔化時,為了阻止其和大氣中的氧和氮反應,必須用惰性氣氛保護。氦氣提純是一項國際前沿研究領域,采用的方法有低溫冷凝、膜分離、變壓吸附、化學吸附等方法。金屬焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性氣體保護的鎢電弧焊(TIG)中,不熔化的鎢電、灼熱的金屬填充物和焊接區域要用連續的氦或氦-混合進行保護。保護焊接所用的氣體混合物,可以用氦按不同比例配制。根據焊接工藝、焊絲和被焊的母材的不同,混合氣的組成可以不同,通常氦-混合氣中氦的含量為15%-70%。
低溫工程領域
用途:由于氦的化學惰性和極低的液化點,它在除極低溫度外的所有溫度下都接近理想氣體行為,且單位質量的熱容量高,黏度低和熱導率高等特性,所以氦通常被用做封閉循環低溫制冷機的工作介質、國家重大科學工程中低溫超導磁體和超導腔的冷卻介質以及大專院校科研實驗等。6、其他方面:氦氣可用作高真空裝置、原子核反應堆在火箭、宇宙飛船上用作輸送液氫、液氧等液體推進劑的加壓氣體。
航天航空領域
用途:在火箭和空間飛行器燃料系統中,氦氣用于清洗低溫燃料和氧化貯槽,以及加壓低溫貯槽液面上部空間,以提供直接輸送液體氫和液體氧的壓力或者僅給輸液泵提供凈吸入正壓,氦常用于氣動控制系統中作為工作介質。希望這將改善未來設備的用戶體驗,如傳感器集線器、可穿戴設備、音頻設備和工業應用,這些設備由基于Cortex-M和氦氣技術的下一代SoCs驅動。在火箭發射之前,為了在點火的初幾分鐘內得到的推進效率,低溫氦已用于預冷上一級液氫火箭發動機。液氦還廣泛用于低溫輻射檢測器以及用于空間探索計劃中其他專門儀表。
氣球載(浮空器)
用途:民用或浮空器、飛艇、氣球等充裝氣體。
汽車制造領域
用途:氦氣用于汽車安全氣囊中、在汽車鋁合金輪轂氣密性檢漏中、汽車空調蒸發器、壓縮機及冷凝器的氣密性檢漏中、氦氣在車架激光焊接中的應用。
其它領域
核反應堆、電光源、冶金和金屬加工工藝、分析測試載氣等。這部分氣一般不回收。
膜分離法是一種比較先進的氦氣純化技術,該技術采用先進的氦分離膜材料為核心部件,利用膜兩側氣體的分壓差為推動力,通過膜對不同組分氣體選擇透過性差異對氦氣進行分離提純。在極低的溫度下,氦確實可以形成范德華力,但極其微弱,無法長久保持。膜分離法可以在常溫下操作,壓力要求不高,且具有體積小、能耗低、操作簡單、無需能源、自動化程度高等特點。但現階段膜分離法中的膜材料大多依靠進口,我國在氣體分離膜材料研發水平上有待進一步提高。
氦鈉化合物2017年2月6日,中國南開大學的王慧田、周向鋒團隊及其合作者在《Nature Chemistry》上發表了有關在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na2He的 ,結束了氦元素無化合物的歷史,標志著我國在稀有氣體化學領域走到了前沿。六氟化硫在電力工業中的主要優點如下:A、電絕緣性能和消弧性能好,絕緣性能為空氣的2~3倍,而且氣體壓力越大,絕緣性能越增z高。此前,研究人員已經找到其他元素與氦進行配對的方法。但一直以來,都沒有形成什么能夠穩定存在的物質。常見的例子就是氦與其他元素的范德華力,無需共價鍵或者離子鍵就可以存在。在極低的溫度下,氦確實可以形成范德華力,但極其微弱,無法長久保持。
氮氣的用途:
由于氮的化學惰性,常用作保護氣體,如:瓜果,食品,燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。
作為冷凍劑在醫院做除斑,包,豆等的手術時常常也使用,即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現疤B痕,并不建議使用。高純氮氣用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光Q氣體。
氮氣也作為食品保鮮保護氣體的用途。在此基礎上,通過在膜分離法提純技術上取得突破,通過復合提純分離方法,將純度≥10%的低純氦氣提純至99。在化工行業,氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁制品、鋁型材加工,鋁薄軋制等保護氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護氣體,提高焊接質量。用作浮法玻璃生產過程中的保護氣體,防錫槽氧化。