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  是一种化学元素,它的化学符号是He,它的原子序数是2,是一种无色的惰性气体,放电时发深黄色的光。在常温下,它是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。氦气是所有气体中最难液化的,是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦的化学性质非常不活泼,一般状态下很难和其他物质发生反应。氦是宇宙中第二最丰富的元素,在银河系占24%。

物理性质:

高纯氦气是单原子稀有气体分子,是一种无色、无味、无毒的不燃烧的储存于气瓶中的高压气体,常温下为气态的惰性气体。压力通常有15MPa,气体密度0.1786g/L(0°C、1atm),液态密度0.1250kg/・(沸点)。临界温度最低,是最难液化的气体,极不活泼,不能燃烧,也不助燃。进行低压放电时显深黄色。氦具有特殊的物理性质,在绝对零度时,在其蒸气压下,氦不会固化。

高纯氦气在不同环境中有些其他特有的物理性质见下列表:

分子量: 4.0026
熔点(2555kPa): -272.1℃
沸点(101.325kPa): -268.94℃
液体密度(4.20K,100.312kPa): 125.2kg/m3
气体密度(0℃,101.325kPa): -0.1785kg/m3
相对密度(气体,0℃,101.325kPa): 0.138
比容(21.1℃,101.325kPa): 6.0304m/kg   
气液容积比(15℃,100kPa): 748L/L
临界温度: -268.0℃
临界压力: 229kPa
临界密度: 69.3kg/m
熔化热(1.2K,2555kPa): 0.0836kJ/kg
气化热(-268.926℃,101.325kPa): 20.42kJ/kg
比热容(气体,25℃,101.325kPa): Cp=5238.3J/(kg·K) Cv=3213.7J/(kg·K)
比热比(气体,25℃,101.325kPa): Cp/Cv=1.63
蒸气压(0.5K): 0.0000022kPa (2.0K): 3.17kPa (5.0K): 197.1kPa
粘度(0℃,101.325kPa): 0.01864mPa·S (液体,3.0K): 0.0033mPa·S 
表面张力(4.2K): 0.096mN/m
导热系数(0℃,101.325kPa): 0.1426W/(m·K) (液体,2.4K): 0.01883W/(m·K)
折射率(气体,0℃,101.325kPa): 1.000035

化学性质:

氦是单原子气体,化学性质不活泼。通常条件下不与其它元素和化合物反应。


应用领域

氦气广泛应用于军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等。

1、低温冷源:利用液氦的-268.9℃的低沸点,液氦可以用于超低温冷却。而超低温冷却技术在超导技术等领域有较广泛的应用,超导材料需要在低温(100K左右)中才能表现出超导特性,大多数情况下只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。超导技术在交通行业的磁悬浮列车,医疗领域的核磁共振成像设备都有较大的应用。

2、气球充气:由于氦气密度远小于空气(空气的密度为1.29kg/m3,氦气的密度为0.1786kg/m3),而且化学性质极不活泼,较氢气安全(氢气可以在空气中燃烧,可能会引起爆炸),氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体。

3、检验分析:仪器分析中常用的核磁共振分析仪的超导磁体需要利用液氦降温,气相色谱分析中氦气常作为载气,利用氦气渗透性好、不可燃的特点,氦气还应用于真空检漏,如氦质谱检漏仪等。

4、保护气:利用氦气不活泼的化学性质,氦气常用于镁、锆、铝、钛等金属焊接的保护气。

6、其他方面:氦气可用作高真空装置、原子核反应堆在火箭、宇宙飞船上用作输送液氢、液氧等液体推进剂的加压气体。氦气还用作原子反应堆的清洗剂,在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,气体温度计的填充气等。

基本用途


利用其-268.9℃的低沸点,液氦可以用于超低温冷却。在悬浮列车等领域中广受关注的超导体应用中,氦气是不可或缺的。此外,由于化学性质不活泼和轻于空气等特征,氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体,这一用途也是众所周知的。在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,以及医疗领域的核磁共振成像设备的超导电磁体冷却的用途中,氦气都得到广泛的应用:军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等。可用于低温冷源和超导技术。也可用作高真空装置、原子核反应堆、宇宙飞船等的检漏剂及镁、锆、铝、钛等金属焊接的保护气。在火箭、宇宙飞船上用作输送液氢、液氧等液体推进剂的加压气体。还用作原子反应堆的清洗剂、气体色谱分析分析的载气、气球充气、电弧焊用保护气、潜水用混合气和气体温度计的填充气。另外由于氦气渗透性好、不可燃的特点,它还应用于真空检漏行业,如氦质谱检漏仪等。

注意事项

本品属不燃气体危规编号:GB 2.2类22007。UN NO.1046;IMDG CODE 2144页,2.2类。(压缩的)GB 2.2类22008。UN NO.1963;IMDG CODE 2144页2.2类。(液化的)。氦气为惰性气体,高浓度时可使氧分压降低而有窒息危险。当空气中氦浓度增高时患者先出现呼吸加快、注意力不集中、共济失调;继之出现疲倦无力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐,以致死亡。液体氦与皮肤接触能引起严重冻伤。用6m3钢瓶或2L玻璃瓶包装。玻璃瓶外加木箱或纸箱保护。贮存于阴凉、干燥的库房中。可按普通货物运输。装卸时轻拿轻放,防止包装破损。失火时可用水和各种灭火器扑救。



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