氦單質(zhì)在極低溫度下由氣態(tài)氦轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氦。由于氦原子間的相互作用(范德華力)和原子質(zhì)量都很小,很難液化,更難凝固。富同位素4He的氣液相變曲線的臨界溫度和臨界壓強(qiáng)分別為,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度為,溫度從臨界溫度下降至零度時(shí),氦始終保持為液態(tài),不會(huì)凝固,只有在大于25大氣壓時(shí)才出現(xiàn)固態(tài)。在,如獲得超流性,被稱作HeII,來(lái)與普通的液氦(HeI)區(qū)別開(kāi)。中文名液氦外文名liquidhelium性狀無(wú)色、無(wú)味的液體4He熔點(diǎn)25atm4He沸點(diǎn)1atm3He熔點(diǎn)29atm3He沸點(diǎn)1atm4He密度*cm-3于1atm下,沸點(diǎn)目錄1物理性質(zhì)?概述?超流體?熱傳導(dǎo)性?熱效應(yīng)?第二聲波?同位素2化學(xué)性質(zhì)3用途?氣球和飛艇?人造空氣?保護(hù)氣?低溫超導(dǎo)技術(shù)4資源分布5氦液化器6研究歷史液氦物理性質(zhì)編輯液氦概述氦在通常情況下為無(wú)色、無(wú)味的氣體;熔點(diǎn)-27液氦℃(25個(gè)大氣壓),沸點(diǎn)℃;密度,臨界溫度℃,臨界壓力;水中溶解度3/千克水。氦是不能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。液態(tài)氦在溫度下降至(HeⅡ),性質(zhì)發(fā)生突變,成為一種超流體,能沿容器壁向上流動(dòng),熱傳導(dǎo)性為銅的800倍;其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。液氦在一個(gè)大氣壓下密度為g/mL。氦有兩種天然同位素:氦3、氦4。若發(fā)生泄漏,應(yīng)迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處。濟(jì)南定制氦氣采購(gòu)
使得吸入氦氣的人說(shuō)話尖聲細(xì)氣,就好像舊時(shí)的卡通人物一樣。[3]氦氣化學(xué)性質(zhì)氦是單原子氣體,化學(xué)性質(zhì)不活潑。氦氣一般不生成化合物,在低壓放電管中受激發(fā)可形成He+2、HeH等離子及分子。氦氣應(yīng)用領(lǐng)域氦氣應(yīng)用于**、科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。[4]1、低溫冷源:利用液氦的℃的低沸點(diǎn),液氦可以用于**溫冷卻。而**溫冷卻技術(shù)在超導(dǎo)技術(shù)等領(lǐng)域有較的應(yīng)用,超導(dǎo)材料需要在低溫(100K左右)中才能表現(xiàn)出超導(dǎo)特性,大多數(shù)情況下只有液氦能比較簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)這樣的極低溫。超導(dǎo)技術(shù)在交通行業(yè)的磁懸浮列車,醫(yī)療領(lǐng)域的核磁共振成像設(shè)備都有較大的應(yīng)用。2、氣球充氣:由于氦氣密度遠(yuǎn)小于空氣(空氣的密度為,氦氣的密度為),而且化學(xué)性質(zhì)極不活潑,較氫氣安全(氫氣可以在空氣中燃燒,可能會(huì)引起),氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體。[1]3、檢驗(yàn)分析:儀器分析中常用的核磁共振分析儀的超導(dǎo)磁體需要利用液氦降溫,氣相色譜分析中氦氣常作為載氣,利用氦氣滲透性好、不可燃的特點(diǎn),氦氣還應(yīng)用于真空檢漏,如氦質(zhì)譜檢漏儀等。4、保護(hù)氣:利用氦氣不活潑的化學(xué)性質(zhì)。菏澤工業(yè)氦氣采購(gòu)長(zhǎng)時(shí)間吸入氦氣可導(dǎo)致腦損傷甚至死亡。在大部分薯?xiàng)l類包裝袋里也含有少量氦氣,不過(guò)不必?fù)?dān)心,沒(méi)有危害。
他只有求助于當(dāng)時(shí)相當(dāng)?shù)墓庾V學(xué)家之一的倫敦物理學(xué)家克魯克斯。克魯克斯證明了,這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發(fā)現(xiàn)了。[5]在二十世紀(jì)初的幾十年里,世界各國(guó)都在尋找氦氣資源,在當(dāng)時(shí)主要是為了充飛艇。但是到了二十一世紀(jì),氦不僅用在飛行上,前列科學(xué)研究,現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù),都離不開(kāi)氦,而且用的常常是液態(tài)的氦,而不是氣態(tài)的氦。液態(tài)氦把人們引到一個(gè)新的領(lǐng)域——低溫世界。英國(guó)物理學(xué)家杜瓦(Dewar)在1898年首先得到了液態(tài)氫。就在同一年,荷蘭的物理學(xué)家卡美林·奧涅斯也得到了液態(tài)氫。液態(tài)氫的沸點(diǎn)是零下253℃,在這樣低的溫度下,其他各種氣體不僅變成液體,而且都變成了固體。只有氦是一個(gè)不肯變成液體的氣體。包括杜瓦和卡美林·奧涅斯在內(nèi)的科學(xué)家們和決心把氦氣也變成液體。1908年7月13日晚,荷蘭物理學(xué)家卡美林·奧涅斯(HeikeKamerlinghOnnes昂納斯)和他的助手們?cè)诘娜R頓實(shí)驗(yàn)室取得成功,氦氣變成了液體。他次得到了320立方厘米的液態(tài)氦。要得到液態(tài)氦,必須先把氦氣壓縮并且冷卻到液態(tài)空氣的溫度,然后讓它膨脹,使溫度進(jìn)一步下降,氦氣就變成了液體。液態(tài)氦是一種與眾不同的液體,其沸點(diǎn)為零下269℃。在這樣低的溫度下,氫也變成了固體。
相對(duì)原子質(zhì)量為。1868年有人利用分光鏡觀察太陽(yáng)表面,發(fā)現(xiàn)一條新的黃色譜線,并認(rèn)為是屬于太陽(yáng)上的某個(gè)未知元素,故名氦。氦在空氣中的含量為。氦在通常情況下為無(wú)色、無(wú)味的氣體;熔點(diǎn)℃(25個(gè)大氣壓),沸點(diǎn)℃;密度,臨界溫度℃,臨界壓力;水中溶解度3/千克水。氦是惰性元素之一,分子式為He,是一種稀有氣體,無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味。它在水中的溶解度是已知?dú)怏w中**小的,也是除氫氣以外密度**小的氣體。密度,熔點(diǎn)℃(25個(gè)大氣壓)。沸點(diǎn)℃。它是**難液化的一種氣體,其臨界溫度為℃。臨界壓力為。當(dāng)液化后溫度降到℃以下時(shí),具有表面張力很小,導(dǎo)熱性很強(qiáng),幾乎不呈現(xiàn)任何粘滯性。液體氦可以用來(lái)得到接近零度(℃)的低溫?;瘜W(xué)性質(zhì)十分不活潑,既不能燃燒,也不能助燃。氦也是**難液化的氣體。氦在通常情況下為無(wú)色、無(wú)味的氣體。是不能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。液態(tài)氦在溫度下降至,性質(zhì)發(fā)生突變,成為一種超流體,能沿容器壁向上流動(dòng),熱傳導(dǎo)性為銅的800倍,并變成超導(dǎo)體;其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。[5]由于液氦的**溫,在此溫度下出現(xiàn)了許多奇妙的物理現(xiàn)象。許多重要的物理實(shí)驗(yàn),都要在低溫下進(jìn)行。世界各國(guó)的物理學(xué)家都在研究液態(tài)氦。對(duì)于一般液體來(lái)說(shuō),隨著溫度降低,密度會(huì)逐漸增加。
在零度附近需加34個(gè)大氣壓才能固化。1972年,,分別稱為3He-A和3He-B,它們均為超流態(tài)。液態(tài)3He和4He在,在該溫度以下則分離成兩相,按3He所占比例的多少分別稱為濃相(含3He較多)和稀相(含3He較少),濃相浮于稀相之上(因3He比4He輕)。3He原子從濃相通過(guò)界面進(jìn)入稀相時(shí)要吸熱,這就是稀釋致冷機(jī)的工作原理(見(jiàn)**溫技術(shù))。3He原子的電子總自旋為零,核自旋為1/2,故與電子一樣屬費(fèi)米子,遵守費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì),液態(tài)3He稱為費(fèi)米液體,正常態(tài)的液態(tài)3He的性質(zhì)可用朗道的費(fèi)米液體理論描述。液氦化學(xué)性質(zhì)編輯氦的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,幾乎不與其他任何元素化合。理論上的確有一些氦的化合物在極低溫極高壓狀態(tài)下可以存在。在光譜中可以觀測(cè)到HeH+(已知**強(qiáng)的酸),而HeH的激發(fā)態(tài)可以作為準(zhǔn)分子存在。詳見(jiàn)稀有氣體化合物詞條。液氦用途編輯氦是**不活潑的元素,而且極難液化。氦的應(yīng)用主要是作為保護(hù)氦氣曾被用來(lái)當(dāng)做熱氣球和飛艇的驅(qū)動(dòng)力氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和**溫冷凍劑等等。氦氣在衛(wèi)星飛船發(fā)射、導(dǎo)彈武器工業(yè)、低溫超導(dǎo)研究、半導(dǎo)體生產(chǎn)等方面具有重要用途。液氦氣球和飛艇氦氣曾被用來(lái)當(dāng)做熱氣球和飛艇的驅(qū)動(dòng)力,氦氣的密度要比空氣小得多。氦氣一般不生成化合物,在低壓放電管中受激發(fā)可形成He+2、HeH等離子及分子。菏澤工業(yè)氦氣采購(gòu)
在2.173K,氦將或多少?gòu)恼R后w轉(zhuǎn)變成一種具有獨(dú)特性質(zhì)的流體。濟(jì)南定制氦氣采購(gòu)
4、保護(hù)氣:利用氦氣不活潑的化學(xué)性質(zhì),氦氣常用于鎂、鋯、鋁、鈦等金屬焊接的保護(hù)氣。[1]6、其他方面:氦氣可用作高真空裝置、原子核反應(yīng)堆[5]在火箭、宇宙飛船上用作輸送液氫、液氧等液體推進(jìn)劑的加壓氣體。氦氣還用作原子反應(yīng)堆的清洗劑,在海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的呼吸用混合氣體中,氣體溫度計(jì)的填充氣等。1、冷凝法:天然氣提氦在工業(yè)上采用冷凝法該法工藝包括天然氣的預(yù)處理凈化、粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的純氦氣。[6]2、空分法:一般采用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣,由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經(jīng)分離及純化,制得99.99%的純氦氣。[6]3、氫液化法:工業(yè)上采用氫液化法從合成氨尾氣中提氦。該法工藝是低溫吸附氮、精餾得到粗氦加氧催化除氫及氦的純化,制得99.99%的純氦氣。[6]4、高純氦法:將99.99%的純氦進(jìn)一步用活性炭吸附純化制得99.9999%的高純氦氣。濟(jì)南定制氦氣采購(gòu)