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氦氣廣泛應(yīng)用于科研、石化、制冷、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。
1、低溫冷源:利用液氦的-268.9℃的低沸點(diǎn),液氦可以用于超低溫冷卻。而超低溫冷卻技術(shù)在超導(dǎo)技術(shù)等領(lǐng)域有較廣泛的應(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便地實(shí)現(xiàn)這樣的極低溫。在當(dāng)前眾多方式不同的顯現(xiàn)技能中,激光顯現(xiàn)技能已成為顯現(xiàn)范疇的主流。超導(dǎo)技術(shù)在交通行業(yè)的磁懸浮列車都有較大的應(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1.29kg/m3,氦氣的密度為0.1786kg/m3),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)引起爆),氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體。
3、檢驗(yàn)分析:儀器分析中常用的核磁分析儀的超導(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),氦氣常用于鎂、鋯、鋁、鈦等金屬焊接的保護(hù)氣。
6、其他方面:氦氣可用作高真空裝置、原子核反應(yīng)堆在火箭、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。
氮?dú)庠诖髿庵泻侩m多于氧氣,但是由于它的性質(zhì)不活潑,所以人們是在認(rèn)識氧氣之后才認(rèn)識氮?dú)獾?,不過它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。
1755年英國化學(xué)家布拉克(Black,J.1728-1799)發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久,發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣,即使用苛k性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。
后來他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn),把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后,發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩余的氣體再用苛k性鉀溶液吸收,則會(huì)繼續(xù)減少1/11的體積。
D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭,仍然可以見到微弱的燭光;待蠟燭熄滅后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃燒一會(huì),對除掉空氣中的助燃?xì)鈦碚f,效果是好的。
把磷燃燒后剩余的氣體進(jìn)行研究,D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命,具有滅火性質(zhì),也不溶于苛k性鉀溶液,因此命名為“濁氣”或“毒氣”。
在同一年,普利斯特里作類似的燃燒實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟?,用石灰水吸收后的氣體不助燃也不助呼吸,由于他同D·盧瑟福都是深信燃素學(xué)說的,因此他們把剩下來的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。
關(guān)于六氟化硫的環(huán)保問題
1997年的《京都議定書》已經(jīng)明確:六氟化硫是目前發(fā)現(xiàn)的六種溫室氣體之一。減少溫室氣體排放、減緩氣候變化是《聯(lián)合國氣候變化公約》和《京都議定書》的主要目標(biāo),而我國在減少溫室氣體排放方面所面臨的國際壓力越來越大。
溫室效應(yīng)是指大氣中的二氧化碳等氣體能透過太陽短波輻射,使地球表面升溫。同時(shí)阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射長波輻射,從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類似,故稱之為“溫室效應(yīng)”,二氧化碳等氣體被稱為“溫室氣體”。
其中CO2對溫室效應(yīng)影響Z大,占60%,而六氟化硫氣體的影響僅占0.1%,但六氟化硫氣體分子對溫室效應(yīng)具有潛在的危害,這是因?yàn)榱驓怏w一個(gè)分子對溫室效應(yīng)的影響為CO2分子的25000倍,同時(shí),排放在大氣中的六氟化硫氣體壽命特長,約3400年?,F(xiàn)今,每年排放到大氣中的CO2氣體約210億噸。激光投影運(yùn)用具有較高功率(瓦級)的紅、綠、藍(lán)(三基色)單色激光器為光源,混合成全五顏六色,利用多種方法完成行和場的掃描,當(dāng)掃描速度高于所成像的臨界閃耀頻率,就能夠滿足人眼“視覺殘留”的要求,人眼就可清晰調(diào)查?,F(xiàn)在全球每年生產(chǎn)的六氟化硫氣體中,至少有一半以上用于電力工業(yè),還在不斷的增長當(dāng)中,而且增速驚人。
這兒值Z得關(guān)注的是其特別長的壽命和達(dá)到CO2的25000倍對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)能力! 當(dāng)然,也有人提到六氟化硫在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生少量的毒性物質(zhì)等問題,但這些問題在嚴(yán)酷的溫室效應(yīng)面前就顯得微不足道了。
GIS(gas insulated substation)是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成,這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中,在其內(nèi)部充有一定壓力的六氟化硫絕緣氣體,故也稱六氟化硫全封閉組合電器。與常規(guī)敞開式變電站相比,GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),維護(hù)工作量很小。
GIS設(shè)備自20世紀(jì)60年代實(shí)用化以來,已廣泛運(yùn)行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。與常規(guī)敞開式變電站相比,GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),維護(hù)工作量很小。氦氣還用作原子反應(yīng)堆的清洗劑,在海洋開發(fā)領(lǐng)域的呼吸用混合氣體中,氣體溫度計(jì)的填充氣等。但依然存在內(nèi)部故障隱患的檢測比較困難等問題,尤其是局放信號的檢測。