氦氣的低溫技術(shù)

氦氣其特性使其可用于許多不同的用途，從冷卻到為飛艇提供升力。通過(guò)了解其低溫原理的基礎(chǔ)知識(shí)，我們可以了解這種氣體的工作原理及其各種用途。低溫科學(xué)的各個(gè)方面出現(xiàn)在 19 世紀(jì)早期法拉第和焦耳的實(shí)驗(yàn)中。低溫學(xué)涉及使材料經(jīng)受極低的溫度，通常低于-150 °C。液氮或液氦等低溫液體的使用使我們能夠安全地達(dá)到極端溫度，而不必?fù)?dān)心與高溫過(guò)程相關(guān)的火災(zāi)隱患。在涉及寒冷環(huán)境的任何項(xiàng)目中，這些物質(zhì)都發(fā)揮著不可或缺的作用。氦氣具有多種可用于低溫過(guò)程的特性。它的沸點(diǎn)低于大多數(shù)其他元素，使其適合快速有效地達(dá)到非常低的溫度。由于其無(wú)毒特性，該過(guò)程也保持安全。難怪如此多的行業(yè)更加依賴氦的低溫原理和應(yīng)用。

什么是低溫技術(shù)？

低溫學(xué)研究材料在極低溫度下的生產(chǎn)和行為。氦氣等低溫液體的溫度范圍介于-271.15°C 至-196°C 之間。低溫應(yīng)用利用了在這些低溫環(huán)境中增加強(qiáng)度、改善導(dǎo)電性和增強(qiáng)隔熱等特性。低溫技術(shù)背后的原理涉及控制冷卻速率。這是通過(guò)利用沸點(diǎn)和蒸發(fā)速率來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的溫度范圍來(lái)完成的。在某些情況下，這涉及使用機(jī)械制冷劑甚至液氮將材料迅速冷卻至零度以下。通過(guò)操縱環(huán)境，材料可以冷卻到室溫以下，而不會(huì)將其物理狀態(tài)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。然而，并非所有材料在暴露于極端寒冷條件下時(shí)都會(huì)做出同樣的反應(yīng)。例如，無(wú)論冷卻多遠(yuǎn)，氦氣仍然是氣體，而水在 0°C 時(shí)會(huì)變成冰。了解每種材料在不同溫度下的獨(dú)特特性有助于科學(xué)家確定哪些物質(zhì)最適合特定的低溫應(yīng)用。