氦氣,英文名為Helium,符號(hào)為He,無(wú)色無(wú)味,不可燃?xì)怏w,空氣中的含量約為百萬(wàn)分之5.2。化學(xué)性質(zhì)不活潑,通常狀態(tài)下不與其它元素或化合物結(jié)合。1908年7月10日,荷蘭物理學(xué)家昂尼斯液化了氦氣。早在1868年,法國(guó)天文學(xué)家簡(jiǎn)森(JanssenPJC,1824-1907)在觀察日全食時(shí),就曾在太陽(yáng)光譜上觀察到一條黃線D,這和早已知道的鈉光譜的D1和D2兩條線不相同。同時(shí),英國(guó)天文學(xué)家洛克耶爾(LockyerJN,1836-1920)也觀測(cè)到這條黃線D。當(dāng)時(shí)天文學(xué)家認(rèn)為這條線只有太陽(yáng)才有,并且還認(rèn)為是一種金屬元素。所以洛克耶爾把這個(gè)元素取名為Helium,這是由兩個(gè)字拼起來(lái)的,helio是希臘文太陽(yáng)神的意思,后綴-ium是指金屬元素而言。中譯名為氦。1895年,萊姆賽和另一位英國(guó)化學(xué)家特拉弗斯(TraversMW,1872-1961)合作,在處理瀝青鈾礦時(shí),產(chǎn)生一種不活潑的氣體,用光譜鑒定為氦氣,證實(shí)了氦氣也是一種稀有氣體,這種氣體地球上也有,并且氦元素是非金屬元素。在地球的大氣層中,氦的濃度十分低,只有5.2萬(wàn)分之一。濱州化工氦氣生產(chǎn)商
希望通過(guò)液態(tài)氦達(dá)到更低的溫度,研究各種物質(zhì)在低溫下會(huì)發(fā)生什么變化,會(huì)有什么我們還不知道的性質(zhì)。這就產(chǎn)生了物理學(xué)的一個(gè)新的分支——低溫物理學(xué)。[7]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熱導(dǎo)率(m·K)晶體結(jié)構(gòu)晶胞為六方晶胞氦-4下表為液氦(氦4)的一些基本物理性質(zhì)(某些參數(shù)測(cè)定時(shí)的狀態(tài)不詳):正常沸點(diǎn)/K密度/kg/m3蒸發(fā)熱/kJ/kg比熱/kJ/(kg·K)粘度/MPa·s熱導(dǎo)率/mW/(m·K)介電常數(shù)臨界溫度/K臨界壓力/MPa氦-3氦3是自然界中氦的穩(wěn)定同位素,原子量為,原子核由2個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成。通常情況下,氦3為無(wú)色、無(wú)味、、不燃燒的惰性氣體,在0℃及。氦-3下表為液氦(氦3)的一些基本物理性質(zhì):正常沸點(diǎn)/K密度/kg/m3蒸發(fā)熱/J/mol(mol·K)·s(m·K)20臨界溫度/K臨界壓力/MPa氦超流動(dòng)性卡美林·奧涅斯是個(gè)得到液氦的科學(xué)家。他又將溫度進(jìn)一步降低,試圖得到固態(tài)氦,卻并沒有成功(固態(tài)氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的)。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。卡美林·奧涅斯使液態(tài)氦的溫度下降,液氦的密度增大了。但是,當(dāng)溫度下降到零下271℃的時(shí)候,液態(tài)氦突然停止起泡,同時(shí)密度也突然減小了。濱州化工氦氣生產(chǎn)商冷凝法: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。
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??唆斂怂棺C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。
也無(wú)非是嚴(yán)重阻礙低溫技術(shù)的應(yīng)用,其中受到比較大影響的就是低溫超導(dǎo)技術(shù)了?,F(xiàn)在已知所有的超導(dǎo)材料都要在-130℃以下的低溫中才能表現(xiàn)出超導(dǎo)特性,其中應(yīng)用**的那幾種(比如Nb3Sn)更是需要比液氫的沸點(diǎn)還低的轉(zhuǎn)變溫度,這時(shí)候只有液氦能比較簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)這樣的極低溫。雖然我們完全可以用別的辦法實(shí)現(xiàn)同樣的低溫,但都不如液氦實(shí)惠。顯然,假如我們沒有氦,低溫超導(dǎo)技術(shù)的普及就會(huì)受到嚴(yán)重的阻礙;低溫超導(dǎo)技術(shù)如果不能普及,醫(yī)院就會(huì)用不起核磁共振成像儀(它需要超導(dǎo)材料制造強(qiáng)磁場(chǎng))。液氦資源分布編輯來(lái)源分布氦液化器氦氣**主要的來(lái)源不是空氣,而是天然氣。原來(lái)氦氣在干燥空氣中含量極微,平均只有百萬(wàn)分之五,天然氣中比較高則可含,是空氣的一萬(wàn)五千倍??墒沁@種高氦的天然氣礦藏并不多,因?yàn)樘烊粴庵械暮馐氢欀惖姆派湫栽厮プ兊漠a(chǎn)物。只有在天然氣礦附近有鈾礦時(shí),氦氣才能在天然氣中匯集。即使是氦氣含量很低的天然氣,也比空氣中氦氣含量高數(shù)萬(wàn)倍,因此仍是目前世界上氦氣的主要來(lái)源。其中,美國(guó)氦氣資源占50%以上,中國(guó)*占。天然氣中的氦氣是鈾之類的放射性元素衰變的產(chǎn)物。只有在天然氣礦附近有鈾礦時(shí),氦氣才能在天然氣中匯集。氦氣,英文名為Helium,符號(hào)為He,無(wú)色無(wú)味,不可燃?xì)怏w。
氫氣就變成了液體。液態(tài)氦是透明的容易流動(dòng)的液體,就像打開了瓶塞的汽水一樣,不斷飛濺著小氣泡。液態(tài)氦是一種與眾不同的液體,它在零下269℃就沸騰了。在這樣低的溫度下,氫也變成了固體,千萬(wàn)不要使液態(tài)氦和空氣接觸,因?yàn)榭諝鈺?huì)立刻在液態(tài)氦的表面上凍結(jié)成一層堅(jiān)硬的蓋子。多少年來(lái),全世界只有荷蘭卡美林·奧涅斯的實(shí)驗(yàn)室能制造液態(tài)氦。直到1934年,在英國(guó)盧瑟福那里學(xué)的前蘇聯(lián)科學(xué)家卡比查發(fā)明了新型的液氦機(jī),每小時(shí)可以制造4升液態(tài)氦。以后,液態(tài)氦才在各國(guó)的實(shí)驗(yàn)室中得到的研究和應(yīng)用。在,液態(tài)氦在現(xiàn)代技術(shù)上得到了重要的應(yīng)用。例如要接收宇宙飛船發(fā)來(lái)的傳真照片或接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的電視信號(hào),就必須用液態(tài)氦。接收天線末端的參量放大器要保持在液氦的低溫下,否則就不能收到圖像。物理學(xué)家不僅*得到了液態(tài)氦,還得到了固態(tài)氦,他們正在向零度進(jìn)軍(物理學(xué)把零下℃叫做零度。這個(gè)溫度標(biāo)叫做溫標(biāo),用K表示。0K就是℃,而℃)。從理論上講,零度是達(dá)不到的,但是可以不斷接近它。液態(tài)氫的沸點(diǎn)是溫標(biāo),液態(tài)氦的沸點(diǎn)是溫標(biāo)。在溫標(biāo),氦Ⅰ變?yōu)楹あ颉?935年,利用“絕熱去磁”法,使液態(tài)氦冷到溫標(biāo);1957年,達(dá)到溫標(biāo);目前已達(dá)到×10-11K了。吸附法、吸收法和膜滲透法等其他提氦技術(shù)各具特點(diǎn),但限于適用條件尚不能規(guī)?;I(yè)應(yīng)用。濱州化工氦氣生產(chǎn)商
金屬或金屬化合物的電阻會(huì)完全消失,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性,此溫度稱為臨界溫度。濱州化工氦氣生產(chǎn)商
法國(guó)天文學(xué)家讓桑赴印度觀察日全食,利用分光鏡觀察日珥,從黑色威廉·拉姆塞月盤背面突出的紅色火焰,看見有彩色的彩條,是太陽(yáng)噴射出來(lái)的熾熱的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線,接近鈉光譜總的D1和D2線。日蝕后,他同樣在太陽(yáng)光譜中觀察到這條黃線,稱為D3線。1868年10月20日,英國(guó)天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。[4]經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究,認(rèn)識(shí)到是一條不屬于任何已知元素的新線,是因一種新的元素產(chǎn)生的,把這個(gè)新元素命名為helium,來(lái)自希臘文helios(太陽(yáng)),元素符號(hào)定為He。這是個(gè)在地球以外,在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念這件事,當(dāng)時(shí)鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌,一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說(shuō)中的太陽(yáng)神阿波羅(Apollo)像,另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像,下面寫著:1868年8月18日太陽(yáng)突出物分析。在詹遜從太陽(yáng)光譜中發(fā)現(xiàn)氦時(shí),英人,因此定名為“氦”(法文為hélium,英文為helium),源自希臘語(yǔ)?λιο?,意為“太陽(yáng)”。[4]過(guò)了20多年后,拉姆賽在研究釔鈾礦時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種神秘的氣體。由于他研究了這種氣體的光譜,發(fā)現(xiàn)可能是詹森和洛克耶發(fā)現(xiàn)的那條黃線D3線。但由于他沒有儀器測(cè)定譜線在光譜中的位置。濱州化工氦氣生產(chǎn)商