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氙气知识知多少?氙气用途大揭秘!

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-10-15 10:04:00【

  氙气也是稀有气体大家族中的一员,和“接地气”的氖气以及“显贵”的氦气相比,氙气似乎显得格外“高贵冷艳”,一瓶小小的氙气动辄就要十几万!氙气到底是何方神圣?氙气为何如此高大上?氙气的用途到底有哪些?这些都是小伙伴们想知道的。我们来学一学氙气的用途吧!

氙气的用途之照明


  想要了解氙气的用途,首先的清楚知道氙气的性质和特性!氙是惰性气体中原子序数较大的元素(也就是较重的元素),原子半径较大,原子序数54,它是一种无色、无味的稀有气体。氙气资源稀少,目前世界上的氙气产量只有900多万L,这些产量被4家大型工业气体公司———法液空、美国普莱克斯、德国林德和乌克兰Iceblick公司所控制。地球大气层中含有痕量的氙。人类第一次发现氙气是在1898年,英国化学家威廉·拉姆齐和莫里斯·特拉弗斯(Morris Travers)在发现了氪和氖后,于1898年7月12日在蒸发液态空气后的残留物中发现了氙。此后氙气作为一种珍贵的稀有气体,被人类使用。氙气的用途也慢慢被人们慢慢开发出来!


  其实如果仔细查阅资料,会发现人类开发氙气的用途历史非常有趣!1930年代,美国工程师哈罗德·尤金·艾杰顿(Harold Eugene Edgerton)开始为高速摄影研究频闪灯,并发明了氙闪光灯。1939年,美国医生阿尔伯特·本克(Albert R. Behnke Jr.)着手研究深海潜水员有“酒醉感”的原因。他在测试对象所呼吸的气体中调整各种气体的比例,并发现潜水员对深度的感觉有所变化。他以此推论,氙气能够用于麻醉。1951年,美国麻醉师斯图尔特·科林(Stuart C. Cullen)第一次使用氙麻醉药,并成功为两名病人进行了手术。看来早期氙气的用途就非常多啊!


  那么现代社会人们又是怎么利用氙气的呢?氙气的用途又有哪些呢?氙气具有较高的密度和低导热系数,用高纯氙气充填照明灯优于目前的氩。氙在电场的激发下能放出强烈的白光,接近中午的阳光。与氪气一样,由于高分子量,氙气也能延长钨丝的寿命。高压长弧氙灯用于大型运动场、HID汽车头灯、电影摄影、舞台照明等需要高亮光的场合。在中国、印度这些发展中国家,经济增长最快,汽车照明工业对氙气作为汽车照明商品的需求也有增加的趋势。


  除了照明这一用途,氦气的用途之二就是在平板电视的制造中。平板显示器市场,尤其是等离子电视对氙气的需求增加起到了很大的作用。等离子显示屏(PDP)用于生产大尺寸的电视显示器,(一般32in以上),等离子显示屏在两个玻璃屏之间排列有上千个密封的小低压气体室。室内充入氖气、氙气等混合惰性气体作为工作媒质。去年在日本市场,PDP生产对氙气的需求达到50万L/a,由于松下(Matsushita)等离子屏显示器有限公司正计划增加PDP产量,可以预料需求将以2%~5%的年增长率增长。


  氙气的用途之三医疗麻醉,人类最早利用氙气麻醉进行手术是在1951年,但一直到今天氙气麻醉也一直被使用当中。人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。在医疗上氙气的用途不仅仅只有麻醉,氙灯还具有高度的紫外光辐射,可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止,氙的同位素还被用来测量脑血流量等。英国伦敦皇家学院的科学家们发现氙气可帮助保护受损的神经细胞,为此他们与美国空气制品公司一起建立了一家名叫Proexeon公司以开发其临床应用。研究表明惰性气体氙可用作神经保护剂,防止受损神经细胞死亡。可治疗神经受损病人如中风、麻痹、脑伤和脊髓受伤等。临床证实这是一种治疗神经受伤病人的有效途径。


  氙气的用途之四就是电子芯片行业。氙气的最新用途是用在电子芯片制造业,也是目前氙需求增长及对氙投机买卖的最重要原因,几家大型芯片制造商正使用氙气等离子蚀刻,主要用于微电子机械系统(MEMS)的制造。氙气蚀刻工艺就由一些半导体制造商用于生产这种超级芯片,去年日本半导体商对氙气的需求达到100万L,目前日本尔必达存储器(ElpidaMemory)有限公司年消耗氙气60万L用于蚀刻工艺,而在三重县四日市的东芝半导体公司使用了36万L氙气,最终将扩大到180万L的消耗量,是尔必达存储器公司的3倍!


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