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氖气的三大主要用途

来源:网络时间:2019-11-15点击数:载入中...

氖气因为生产量少,成本相对比较高,通常只在一些专用仪表、电光源、低温研究以及配制深海潜水呼吸气等领域应用。


一、氖气用途之氖的低温工程应用
众所周知,氦的液体温度范围为2×10-3—5.20K,氢的液体温度范围为14.2—33.0K,氖的液体温度范围为24.5—44.40K。

由于氖具有化学惰性,且蒸发潜热大(按同体积液体计,液氖制冷能为液氢的2.7倍),因此,在25-40K内,经常用氖代替氢作为实验的安全冷却剂。在液氖上部抽出蒸气,很容易使液体氖变为固体氖,因为氖的三相点温度只比它的标准沸点低约2.5K,在把氖作为制冷剂应用时,利用固体氖的熔化潜热可使氖的有效产冷量增加20%。

为了能够把大空间快速抽成真空状态,经常使用液氦低温泵,若真空要求不高,也可以采用液氖低温泵。用氖做介质制成的封闭循环式微型制冷机,可被用于导弹的红外检测器。在高能粒子检测和研究用的气泡室中经常使用液氖。

在美国,氖主要用于气泡室,且一次性需求量很大。此外,液体氖还被用于对自由基的研究。随着科学技术的不断发展,液体氖作为25-40K的低温冷却剂将日益受到重视。

此外,由于很多电子器件中的热噪声在低温下都会减少,因此,许多无线电、红外线和其他辐射检测仪器可以使用氖循环制冷却以增加它们的灵敏度。


二、氖气用途之电光源用气和检测用气
在几乎所有现代光源中都要用到氦族气体,氖气主要用于填充各种荧光灯、发光信号装置和辉光灯等。

对于低压放电管,在清洁的玻璃管内,纯氖产生橙色的光,氖与氩、氦按不同比例混合,充入各种滤光玻璃管,可制成绚丽多彩的霓虹灯(字模显示灯)。

氖气低压放电管广泛用做指示灯。由于氖光灯发出的红光透射能力强,长期以不氖都被用不来填充各种信号装置,作为港口、机场、车站等水陆交通要地的显示标志。

放射性离子化检测器要用到氖,在Geiger-Muller计数器中要利用含氖、氩和氦的混合气。此外,在某些高压电子管转换开关和调整管中,也可以填充氖气。

在示踪粒子检测器中,氖是火花室和电子流室常用的填充气。液氖还广泛用于低温辐射检测器,以及用于空间探索计划中其他专门仪表。氖与氩、氦和汞蒸气混合可用于充填磷光管。氖与氩混合可用来充填闸流射电管。

激光技术广泛应用氦族气体,氖-氦连续激光器广泛应用于功率仅为零点几瓦的光学应用中。


三、氖气用途之深海潜水呼吸气
除氦气外,氖也可以用于配制深水作业用的呼吸混合气。

通常,在潜水员处于深水高压环境作业时,若采用普通压缩空气供氧,不但呼吸阻力高,而且压缩空气中的氮会部分溶解在血液中,当水深在40m以下时,会产生显著的麻醉作用,在80m左右,生理机能基本丧失,人体衰竭。

由于轻氦族气体(如氦、氖)对人体的麻醉能力很小或完全没有麻醉能力,可以用它们来代替氮配制潜水员深海作业用呼吸混合气。氖-氧或氦-氧呼吸混合气由于有较低的密度和黏度,使压力易于释放,呼吸阻力减小,能有效地降低潜水员的体能消耗。对于氦-氧呼吸混合气,由于声速较高,声音频率改变大,存在深水通讯问题。

再者,氦的执导率高,增加了人仃热损失率,以至于常常必须使用有效的潜水衣和呼吸气预热器。在这方面,氖-氧呼吸混合气比氦-氧呼吸气好,因为它具有声音畸变小和传热性差的优点。氖-氧呼吸混合气适用于100-300m深水作业,超过300m,氖的密度增大,必须使用氦-氧呼吸混合气。

氦-氧呼吸气已成功地在深海潜水作业,无论水深水浅,普遍采用氦-氧呼吸混合气。为了克服各自的缺陷和不足,正在研究采用氖、氦、氧按不同比例配制深海潜水呼吸气的可能。


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