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氦气是和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。含氦迄今仍是工业化生产氦气的来源。我国氦气资源相当贫乏,含量很低,天门氦气,提取难度大,成本高。因此,工业氦气,在保护有限氦气资源的同时,研究开发提氦技术对于提高氦气生产的经济性、**国家用氦安全和促进我国提氦工业的发展具有重要意义。通过对提氦技术的分析介绍,氦气罐,低温冷凝法较为成熟,但能耗、成本较高;吸附法、吸收法和膜渗透法等其他提氦技术各具特点,但限于适用条件尚不能规模化工业应用。随着新材料、新技术的发展,提氦技术不断改进,吸附法、膜渗透法等提氦工艺发展*,联产法、联合法工艺有着良好的应用前景,这些都为促进提氦技术的发展提供了新的思路。
氦主要用于制冷、半导体、管道检漏、焊接、金属制造、深海潜水、光电子产品生产、气球载、科研、等领域。下面结合氦资源主要应用对氦资源用户进行分析。
制冷(家用电器)领域
氦气主要用于冷凝器、蒸发器、管道系统的检漏。
半导体、光纤领域
氦气主要用于半导体工业中生长锗和硅晶体的保护气,光纤预制棒制作和光纤拉丝工艺中冷却和保护性氛围气体。
焊接保护气
用途:当一些金属在加热或熔化时,为了阻止其和大气中的氧和氮反应,必须用惰性气氛保护。金属焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性气体保护的钨电弧焊(TIG)中,不熔化的钨电、灼热的金属填充物和焊接区域要用连续的氦或氦-混合进行保护。保护焊接所用的气体混合物,可以用氦按不同比例配制。根据焊接工艺、焊丝和被焊的母材的不同,氦气公司,混合气的组成可以不同,通常氦-混合气中氦的含量为15%-70%。
低温工程领域
用途:由于氦的化学惰性和较低的液化点,它在除较低温度外的所有温度下都接近理想气体行为,且单位质量的热容量高,黏度低和热导率高等特性,所以氦通常被用做封闭循环低温制冷机的工作介质、国家重大科学工程中低温**导磁体和**导腔的冷却介质以及大专院校科研实验等。
航天航空领域
用途:在火箭和空间燃料系统中,氦气用于清洗低温燃料和氧化贮槽,以及加压低温贮槽液面上部空间,以提供直接输送液体氢和液体氧的压力或者仅给输液泵提供净吸入正压,氦常用于气动控制系统中作为工作介质。在火箭发射之前,为了在点火的初几分钟内得到的推进效率,低温氦已用于预冷上一级液氢火箭发动机。液氦还广泛用于低温辐射检测器以及用于空间探索计划中其他专门仪表。
气球载(浮空器)
用途:民用或浮空器、飞艇、气球等充装气体。
汽车制造领域
用途:氦气用于汽车安全气囊中、在汽车铝合金轮毂气密性检漏中、汽车空调蒸发器、压缩机及冷凝器的气密性检漏中、氦气在车架激光焊接中的应用。
其它领域
核反应堆、电光源、冶金和金属加工工艺、分析测试载气等。这部分气一般不回收。
氦元素坚固的稳定力源于其闭壳层电子组态:其外壳层是完满的状态,没有空间和其他原子通过共用电子进行结合。不过这是地球表面环境中的情况。作为宇宙中*二丰富的元素,氦在恒星和巨型气体行星的构成中起着重要作用。在外太空或者地球深处的条件下,它可能遵循着不同寻常的规律。如今,研究人员刚刚验证这种奇异的现象。