在室温和大气压力下,氦是无色、无味的气体。它在干氦气空气中的体积含量为5.24×10-6。是人类发现临界温度比较低的物质。进行低压放电时显深黄色。氦不能*靠将饱和液体冷却到零度而固化。要使氦固化,必须施以相应压力。在2.173K,氦将或多少从正常液体转变成一种具有独特性质的流体。温度高于2.173K的液体称为氦Ⅰ。低于此温度的液体称为氦Ⅱ。氦Ⅱ为超流体。它的熵为零,热导率极高,黏度几乎为零。由于液氦温度低,用液氦冷却某些金属或金属化合物,金属或金属化合物的电阻会完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。因为氦气传播声音的速度差不多为空气的三倍,所以吸入氦气的人说话的声音会变高频率。这个有趣的现像,使得吸入氦气的人说话尖声细气,就好像旧时的卡通人物一样。空分法:一般采用分凝法从空气装置中提取粗氦、氖混合气,由粗氦、氖混合气制纯氦、氖混合气经分离及纯化。奎文区加工氦气公司
将氘固定在KHF₂的固体晶格中。俘集在晶格中的TF₂⁻发生核反应后,便会生成HeF₂。TF₂⁻→HeF₂+β⁻氘在衰变过程中的反冲能量,不致使新生成的二氟化氦断链。氘衰变的半衰期为,估计¹⁰Ci的氚,经4~5个月,*能生成10μmol的HeF₂.2.热中子辐照法用热中子辐照LiF来产生核反应₃⁶Li+₀¹n→₂⁴He+₁³TLi(n,α)反应后,生成的氦核同母体晶格中的F-相结合而生成HeF₂.3.直接用α粒子轰击固态氟来制备HeF₂由此看来,这三种方法中,以种方法制成HeF₂的可能性比较大,但至今还没有见到已制成的报告。Malm等认为HeF₂和HF₂⁻的电子排布虽然相似,但HF₂⁻是H⁻同两个F原子相作用而生成化合物,H⁻的电离势*为,而氦的电离势高达25eV,因此对HeF₂是否存在是值得怀疑的。[5]氦离子化合物氦合氢离子,化学式为HeH⁺,是一个带正电的离子。它发现于1925年,通过质子和氦原子在气相中反应制得。它是已知**强的酸,质子亲和能为kJ/mol。这种离子也被称为氦氢分子离子。有人认为,这种物质可以存在于自然星际物质中。这是**简单的异核离子,可以与同核的氢分子离子H₂相比较。与H₂不同的是,它有一个长久的键偶极矩,使它更容易表现出光谱特征。HeH⁺不能在凝聚相中制备。奎文区加工氦气公司粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的纯氦气。
氢气就变成了液体。液态氦是透明的容易流动的液体,就像打开了瓶塞的汽水一样,不断飞溅着小气泡。液态氦是一种与众不同的液体,它在零下269℃就沸腾了。在这样低的温度下,氢也变成了固体,千万不要使液态氦和空气接触,因为空气会立刻在液态氦的表面上冻结成一层坚硬的盖子。多少年来,全世界只有荷兰卡美林·奥涅斯的实验室能制造液态氦。直到1934年,在英国卢瑟福那里学的前苏联科学家卡比查发明了新型的液氦机,每小时可以制造4升液态氦。以后,液态氦才在各国的实验室中得到的研究和应用。在,液态氦在现代技术上得到了重要的应用。例如要接收宇宙飞船发来的传真照片或接收卫星转播的电视信号,就必须用液态氦。接收天线末端的参量放大器要保持在液氦的低温下,否则就不能收到图像。物理学家不仅*得到了液态氦,还得到了固态氦,他们正在向零度进军(物理学把零下℃叫做零度。这个温度标叫做温标,用K表示。0K就是℃,而℃)。从理论上讲,零度是达不到的,但是可以不断接近它。液态氢的沸点是温标,液态氦的沸点是温标。在温标,氦Ⅰ变为氦Ⅱ。1935年,利用“绝热去磁”法,使液态氦冷到温标;1957年,达到温标;目前已达到×10-11K了。
希望通过液态氦达到更低的温度,研究各种物质在低温下会发生什么变化,会有什么我们还不知道的性质。这就产生了物理学的一个新的分支——低温物理学。[7]熔点℃(25个大气压);沸点℃;密度临界温度℃临界压力水中溶解度热导率(m·K)晶体结构晶胞为六方晶胞氦-4下表为液氦(氦4)的一些基本物理性质(某些参数测定时的状态不详):正常沸点/K密度/kg/m³蒸发热/kJ/kg比热/kJ/(kg·K)粘度/MPa·s热导率/mW/(m·K)介电常数临界温度/K临界压力/MPa氦-3氦3是自然界中氦的稳定同位素,原子量为,原子核由2个质子和一个中子组成。通常情况下,氦3为无色、无味、、不燃烧的惰性气体,在0℃及。氦-3下表为液氦(氦3)的一些基本物理性质:正常沸点/K密度/kg/m³蒸发热/J/mol(mol·K)·s(m·K)20临界温度/K临界压力/MPa氦超流动性卡美林·奥涅斯是个得到液氦的科学家。他又将温度进一步降低,试图得到固态氦,却并没有成功(固态氦是1926年基索姆用降低温度和增大压力的方法首先得到的)。对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。卡美林·奥涅斯使液态氦的温度下降,液氦的密度增大了。但是,当温度下降到零下271℃的时候,液态氦突然停止起泡,同时密度也突然减小了。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。
都没有形成什么能够稳定存在的物质。**常见的例子就是氦与其他元素的范德华力,无需共价键或者离子键就可以存在。在极低的温度下,氦确实可以形成范德华力,但极其微弱,无法长久保持。[2-3]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。作为宇宙中第二丰富的元素,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极端条件下,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。犹他州立大学的文章共同作者AlexBoldyrev说:“极高的压力,比如在地球的**或者其他巨型星体中,能够完全改变氦的化学特性。”研究人员通过“晶体结构预测”模型进行演算发现,在极度的压力之下,一种稳定的氦钠化合物能够形成。然后他们在金刚石压腔实验中真的创造出了前所未见的化合物:Na2He。实验可以为氦和钠原子提供相当于110万倍地球大气压的条件。[2-3]这一结果太出人意料,因此发表的时候遇到了巨大的困难,研究人员花了两年多的时间去说服审稿人和编辑。基于这些结果,研究团队预测,如果压力达到他们实验水平的一千万倍。氦不能靠将饱和液体冷却到 零度而固化。奎文区加工氦气公司
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。奎文区加工氦气公司
使重离子加速器的离子源在节约氦的同时可连续不间断运行,保证了大科学装置的运行时间。该技术还可应用于科研院所低温科学仪器的氦气回收和液化,有效降低科研成本;也可在医院的超导核磁谱仪中应用,降低医疗费用。液氦研究历史编辑在上世纪初的几十年里,世界各国都在寻找氦气资源,在当时主要是为了充飞艇。但是到了,氦不仅用在飞行上,前列科学研究,现代化工业技术,都离不开氦,而且用的常常是液态的氦,而不是气态的氦。液态氦把人们引到一个新的领域——低温世界。在液态空气的温度下,氦和氖仍然是气体;在液态氢的温度下,氖变成了固体,可是氦仍然是气体。要冷到什么程度,氦才会变成液体呢?英国物理学家杜瓦在1898年首先得到了液态氢。就在同一年,荷兰的物理学家卡美林·奥涅斯也得到了液态氢。液态氢的沸点是零下253℃,在这样低的温度下,其他各种气体不仅变成液体,而且都变成了固体。只有氦是一个不肯变成液体的气体。卡美林·奥涅斯决心把氦气也变成液体。1908年7月,卡美林·奥涅斯成功了,氦气变成了液体。他次得到了320立方厘米的液态氦。要得到液态氢,必须先把氢气压缩并且冷却到液态空气的温度,然后让它膨胀,使温度进一步下降。奎文区加工氦气公司