氬氣的工業(yè)用途和應用
氬氣的性質(zhì)
氬氣為惰性氣體,對人體無(wú)直接危害。但是,如果工業(yè)使用后,產(chǎn)生的廢氣則對人體危害很大,會(huì )造成矽肺、眼部損壞等情況。
雖然是惰性氣體,同時(shí)也是窒息性氣體,大量吸入會(huì )產(chǎn)生窒息。生產(chǎn)場(chǎng)所要通風(fēng),并且,從事與氬氣有關(guān)的技術(shù)人員,每年定期進(jìn)行職業(yè)病體檢,確保身體健康。
氬本身無(wú)毒,但在高濃度時(shí)有窒息作用。當空氣中氬氣濃度高于33%時(shí)就有窒息的危險。當氬氣濃度超過(guò)50%時(shí),出現嚴重癥狀,濃度達到75%以上時(shí),能在數分鐘內死亡。液氬可以傷皮膚,眼部接觸可引起炎癥。
氬氣(Ar)是一種惰性氣體,它在地球大氣層中占了0.93%的比例。
惰性氣體包括氬、氦、氪、氙,有時(shí)也包括氡。它們非常穩定,發(fā)生反應的機率很低。
氬無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)毒?,F在還未知有任何化合物。比重為1.38,比空氣重25%。在大氣壓力下,在華氏302度(攝氏186度)時(shí),變?yōu)橐后w。氬具有無(wú)腐蝕性,不燃燒,低導熱性、以及微溶于水的特點(diǎn)。
氬氣的工業(yè)用途
氬是目前工業(yè)上應用很廣的稀有氣體。它的性質(zhì)十分不活潑,既不能燃燒,也不助燃。在飛機制造、造船、原子能工業(yè)和機械工業(yè)部門(mén),對特殊金屬,例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼進(jìn)行焊接時(shí),往往用氬作為焊接保護氣,防止焊接件被空氣氧化或氮化。
在金屬冶煉方面,氧、氬吹煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的重要措施,每煉1t鋼的氬氣消耗量為1~3m3。此外,對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉,以及電子工業(yè)中也需要用氬作保護氣。
在空氣中含有的0.932%的氬,沸點(diǎn)在氧、氮之間,在空分裝置上塔的中部含量最高,叫氬餾分。在分離氧、氮的同時(shí),將氬餾分抽出,進(jìn)一步分離提純,也可得到氬副產(chǎn)品。對全低壓空分裝置,一般可將加工空氣中30%~35%的氬作為產(chǎn)品獲得(最新流程已可將氬的提取率提高到80%以上);對中壓空分裝置,由于膨脹空氣進(jìn)下塔,不影響上塔的精餾過(guò)程,氬的提取率可達60%左右。但是,小型空分裝置總的加工空氣量少,所能生產(chǎn)的氬氣量有限,是否需要配置提氬裝置,要視具體情況確定。
氬氣的應用
氬氣可以用在許多工業(yè)的不同應用中:
鋁業(yè)---用來(lái)替代空氣或氮氣,在鋁的制造過(guò)程中產(chǎn)生惰性氣氛;在脫氣過(guò)程中幫助去除不需要的可溶氣體;以及去除熔鋁中溶解氫氣和其它顆粒。
煉鋼---用于置換氣體或蒸氣并防止工藝流程中的氧化;用于攪拌鋼水來(lái)保持恒定的溫度和同一的成份;在脫氣過(guò)程中幫助去除不需要的可溶氣體;作為載體氣體,氬可以用層析法來(lái)確定樣品的成份;氬還能用于不銹鋼精煉中使用的氬氧脫碳工藝(AOD),目的是去除一氧化碳和減少鉻的損失。
金屬加工---氬在焊接中用作惰性保護氣;在金屬和合金的退火及輥軋中提供無(wú)氧無(wú)氮保護;以及用于沖洗熔化金屬以消除鑄件中的氣孔。
電子---為超純半導體中使用的鍺和硅晶體提供保護氣氛和熱傳導。
照明---用于白枳燈和熒光燈泡的充氣;在氖燈中制造藍光。
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