
空气中氦气的含量非常低,大约占0.007%。
1、空气的成分
空气是人类生活中必不可少的物质,其成分包括氮气、氧气、氩气和二氧化碳,分别占据了空气体积的78%、21%、0.93%和不到0.04%。氮气是空气中最主要的成分,对生物体的生存和发展起着重要作用,氧气则是人类和动植物进行生命活动的必需气体。此外,空气中还包含少量的氖、氦、甲烷、氢等稀有气体和其他杂质。这些成分的比例相对稳定,共同构成了人类生活中的空气。
2、氦气的简介
氦气(Helium)是一种稀有气体,化学符号为He,原子序数为2。氦气是一种轻质、稳定的惰性气体,具有无色、无味、不透明和难溶性等特点。作为惰性气体,它的化学性质稳定,既不能燃烧,也不能助燃,一般也不生成任何化合物。由于具有较高的热传导性和较小的膨胀系数,氦气在许多领域有广泛应用,如填充探空气球、制冷、焊接和半导体生产等。
3、氦气的制备与用途
氦气的制备主要是从天然气中提取。首先,天然气经过催化加氧脱氢,然后通过带膨胀机的制冷循环,高压冷凝吸附制取高纯氦。或者,将浓度为90%的氖氦混合气,经过活性炭吸附除氮,可以得到浓度大于99.9%的纯氖氦混合气。再通过氖氦分离器,得到99.9%的粗氦产品及大于98%的粗氖产品。粗氦经过氧化铜炉除氢,再经过低温中高压吸附除氖,即可获得纯度为99.999%的高纯氦。
氦气的用途广泛。在半导体工业中,氦用作生成锗和硅晶体管的保护气;在航天技术上,用于液氢加注系统的置换、卫星和火箭的挤压源及自控发动机用气源、氦制冷机;在原子能反应堆中,用于气体冷却介质、气体温度计,氦质谱检漏、磁共振扫描仪以及同步加速器和转加速器的研究和开发。