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稀有氣體是氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)等氣體的總稱,過去人們認為這些氣體不跟其他物質(zhì)發(fā)生反應,故又稱它們?yōu)?/span>“惰性氣體”。
其實別看這些氣體在空氣中占比并不高,但在我們現(xiàn)代生活中處處都離不開它們。本期內(nèi)容嘉遠就來講講它們的常見用途。

在空氣中迅速氧化的原子能反應堆的核燃料銥,也需要在氬氣的保護下進行機械加工。
為了延長燈泡的使用壽命,在電燈泡中加入氬氣可以減少鎢絲的蒸發(fā),防止鎢絲氧化。
稀有氣體通電時會發(fā)出不同顏色的光。世界上第 一盞霓虹燈是用霓虹燈制成的。霓虹燈發(fā)出的紅光在空氣中具有很強的透射性,可以穿過濃霧。因此,霓虹燈通常用于機場、港口和水陸交通線路的燈標。氬氣或氦氣被填充到燈管中,通電時會發(fā)出淺藍色或淺紅色的光。將不同含量的氦、霓虹燈和氬氣混合物填充到燈管中,可以制成五顏六色的霓虹燈。
人們常用的熒光燈是通過在燈管中填充少量水銀和氬氣,并在內(nèi)壁上涂抹熒光物質(zhì)(如鹵磷酸鈣)制成的。通電時,由于水銀蒸汽的放電,管道中產(chǎn)生紫外線,刺激熒光物質(zhì),使其發(fā)出類似陽光的可見光,因此也稱為熒光燈。
充滿氙氣的高壓長弧燈在通電時可以發(fā)出比熒光燈強數(shù)萬倍的強光。因此,它被稱為“人造小太陽”,可用于廣場、體育場、機場和其他照明。霓虹燈、氪氣、氙氣也可用于激光技術(shù)。

氙燈具有高紫外線輻射,可用于醫(yī)療技術(shù)。氙氣溶解在細胞油中,引起細胞麻醉和膨脹,從而暫時停止神經(jīng)末梢的作用,達到麻醉的效果。作為無副作用的麻醉劑,人們試用了80%25氙和20%25氧的混合氣體。
氪、氙的同位素也被用來測量腦血流量等。

氦氣和氧氣混合成人造空氣,潛水員可以呼吸。因為在壓力較大的深海中,如果你用普通空氣呼吸,血液中會溶解更多的氮氣。當潛水員從深海上升,逐漸恢復體內(nèi)的正常壓力時,血液中溶解的氮氣應釋放出來形成氣泡,阻塞微血管,引起“氣塞癥”。氦氣在血液中的溶解度遠低于氮氣。如果上述現(xiàn)象不會發(fā)生,而是用氦氣和氧氣的混合氣體(人造空氣)代替普通空氣。

氦氣是除氫氣外最輕的氣體。氫氣易燃易爆,氦氣是一種無色無味的惰性氣體。它的化學性質(zhì)不活躍。一般來說,它很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應。氦已被用來填充氣球和氣艇,而不是氫
氦-霓虹激光器就是其中之一。氦-霓虹混合氣體密封在一個特殊的石英管中。在外部高頻振蕩器的鼓勵下,混合氣體的原子之間發(fā)生非彈性碰撞,能量傳遞發(fā)生在受刺激的原子之間,從而產(chǎn)生電子過渡,并發(fā)出與過渡相對應的受刺激輻射波和近紅外光。氦-霓虹激光可用于測量和通信。

液氦的沸點為-269℃,這是所有氣體中最難液化的。使用液氦可以獲得接近絕 對零度(-273.15℃)的超低溫。液氦是一種具有普通液體通性的普通液體,溫度在2.2千以下的液氦是一種具有許多異常性質(zhì)的超流體。例如,它具有超導性、低粘度等特點。其粘度為氫粘度的1%,液氦可沿容器內(nèi)壁向上 流動,然后沿容器外壁緩慢流動。這一現(xiàn)象對量子理論的研究和驗證具有重要意義。

當今科技飛速發(fā)展的時代,稀有氣體憑借其獨特而卓 越的性質(zhì),在眾多領域都展現(xiàn)出了極為廣泛的應用。無論是在照明行業(yè),為我們帶來明亮且節(jié)能的光源;還是在電子芯片制造過程中,作為關(guān)鍵的保護氣與蝕刻氣,助力高精度芯片的生產(chǎn);亦或是在醫(yī)療領域,于特定的診斷與治療手段里發(fā)揮不可或缺的作用;以及在航空航天等高端科技前沿,為各類精密儀器設備的穩(wěn)定運行提供保障。稀有氣體的身影無處不在,其價值不可估量。如果您渴望深入了解稀有氣體的相關(guān)資訊,精準掌握其應用動態(tài),誠摯歡迎您來找我公司詳聊。我們公司擁有專業(yè)的團隊,豐富的行業(yè)經(jīng)驗,能夠為您提供全 面、詳實的稀有氣體產(chǎn)品。
破解算力“散熱焦慮”:國產(chǎn)高端冷卻液實現(xiàn)全鏈條自主,成本大降
一、技術(shù)突破:性能對標國際巨頭,成本優(yōu)勢顯著國內(nèi)自主研發(fā)的冷卻液(包括全氟聚醚、氫氟醚等)實現(xiàn)純度99.9999%的突破,關(guān)鍵性能指標如導熱性、絕緣性、化學穩(wěn)定性均達到3M同類產(chǎn)品水平。其核心創(chuàng)新包括:材料配方:通過分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使氟化液工作溫域覆蓋-50℃~200℃,適配高密度算力芯片散熱需求;成本控制:依托螢石-氫氟酸-氟化液全產(chǎn)業(yè)鏈布局,生產(chǎn)成本較進口產(chǎn)品低30%,售價僅為3M的1/4;環(huán)保替代:開發(fā)無PFAS(全氟烷基物質(zhì))配方,符合歐盟REACH法規(guī)要求,填補3M退出市場后的空白。二、產(chǎn)能與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同已建成千噸級氟化液生產(chǎn)裝置,可滿足全國35%以上的浸沒式液冷需求。其產(chǎn)能優(yōu)勢體現(xiàn)在:垂直整合:原料氫氟酸自給率超90%,冷卻液生產(chǎn)成本較外購企業(yè)低33%-37%;快速擴產(chǎn)能力:基地利用低價能源(電價成本降30%),可快速復制生產(chǎn)線;高端應用儲備:電子級氟化液通過大牌認證,用于晶圓蝕刻環(huán)節(jié)來源:雪球
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2025-12-08
嘉遠參會綠色氟化工論壇:聚焦行業(yè)綠色與智能轉(zhuǎn)型
論壇上展示的AI輔助環(huán)保材料設計案例,為嘉遠團隊的技術(shù)路線思考提供了新的參照。2025年11月26日,嘉遠公司技術(shù)團隊赴廈門參加了第六屆綠色氟化工技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新論壇。本屆論壇以 “綠色智造·鏈動未來” 為主題,聚焦于氟化工產(chǎn)業(yè)在“雙碳”背景下的可持續(xù)發(fā)展路徑。技術(shù)前沿與綠色實踐論壇的技術(shù)分享集中于兩大方向:綠色生產(chǎn)工藝與智能化創(chuàng)新。AI 賦能創(chuàng)新:上海大學教授解讀《AI 賦能綠色氟化工:分子智造驅(qū)動的環(huán)保氟膜技術(shù)與未來電子封裝》;新材料突破:中科院上海有機所研究員分享《一些含氟功能材料的創(chuàng)制及其應用》,東華大學教授解析《無色透明含氟聚酰亞胺薄膜的制備及其應用技術(shù)》;綠色技術(shù)實踐:浙江力久環(huán)境帶來《無水氟化氫凈化除砷新技術(shù)的應用》,天俱時集團分享《從 “氟” 到安,向 “綠” 而行 —— 基于本質(zhì)安全與綠色智造的新一代氟化工 EPC 工程創(chuàng)新實踐》;合規(guī)與應用:通標標準范儒解讀《歐盟電池法規(guī)背景下,電池產(chǎn)業(yè)鏈的合規(guī)挑戰(zhàn)與應對措施》,探討《全氟聚醚在數(shù)據(jù)中心液冷領域的應用》。嘉遠團隊的參會收獲作為參會者,嘉遠團隊重點關(guān)注了與自身發(fā)展相關(guān)的領域,核心收獲明確:技術(shù)方向:明確了AI輔助研發(fā)在材料創(chuàng)新中的潛力,以及具體的綠色生產(chǎn)改進技術(shù)。合規(guī)前瞻:了解到歐盟電池法規(guī)等國際環(huán)保政策動向,為產(chǎn)品規(guī)劃提供了預警。行業(yè)洞察:通過與同行交流,感知到行業(yè)向綠色化、智能化雙軌轉(zhuǎn)型的共識與迫切性。未來展望通過此次論壇,嘉遠團隊認識到,綠色與智能已不僅是行業(yè)趨勢,更是企業(yè)未來競爭力的核心。團隊計劃將此次獲取的行業(yè)洞察進行內(nèi)部轉(zhuǎn)化,評估其在具體研發(fā)與生產(chǎn)優(yōu)化中的應用可能性,以務實推動公司的技術(shù)升級。
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2025-12-04
從“關(guān)鍵粘合劑”到“被挑戰(zhàn)者”:PTFE在固態(tài)電池競賽中的角色演變
電池制造車間里,隨著輥壓機發(fā)出低沉的轟鳴,一層層超薄固態(tài)電解質(zhì)膜被精確地卷繞成卷,為電動車提供著比傳統(tǒng)電池高出一倍的能量密度。 今年6月,三星在韓國天安工廠建設的試驗生產(chǎn)線上,工程師們正驗證一種基于聚四氟乙烯(PTFE)干法電極技術(shù)的全新電池制造工藝。這種技術(shù)使用PTFE作為核心粘合劑,通過纖維化過程制造出支撐活性物質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的電極片。 隨著全球?qū)虘B(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的加速布局,曾經(jīng)默默無聞的PTFE——這種在工業(yè)領域常見的聚合物,如今已成為固態(tài)電池競賽中的關(guān)鍵材料。01 工藝革新在傳統(tǒng)的濕法電池制造中,漿料制備需要大量有機溶劑,而固態(tài)電池中的硫化物電解質(zhì)恰恰與這些溶劑反應性較高。干法工藝則完全不同,它在制造復合正極和電解質(zhì)薄膜時完全不使用溶劑,成為解決這一難題的關(guān)鍵路徑。PTFE以其獨特的物理特性成為干法工藝的首選粘合劑。在施加壓力和剪切力時,PTFE會形成纖維狀結(jié)構(gòu),這些纖維相互纏繞,形成支撐活性材料和導電劑的層狀網(wǎng)絡。這種“原纖化”過程使得電極材料能夠均勻分散,形成牢固的薄膜結(jié)構(gòu)。正是這一特性,讓PTFE在固態(tài)電池干法電極制造中占據(jù)了難以替代的位置。02 短板顯現(xiàn) PTFE的局限性隨著固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展逐漸暴露。作為絕緣聚合物,它無法主動參與鋰離子的傳導過程,這在追求更高性能的固態(tài)電池中成為一個明顯短板。此外,PTFE提供的界面粘合力有限,無法確?;钚圆牧?、固體電解質(zhì)和導電碳之間始終保持良好的界面接觸,這會影響電池的長期循環(huán)穩(wěn)定性。對于厚度僅有25-35微米的超薄電解質(zhì)膜來說,材料的機械性能至關(guān)重要,而PTFE制備的電解質(zhì)復合膜在柔韌性和應力耗散方面仍有提升空間。03 改進突破 面對PTFE的局限性,全球科研團隊正在探索改良與替代方案。韓國某大學的研究人員嘗試使用一種鋰離子導電離聚物作為粘結(jié)劑,即聚(四氟乙烯-共-全氟(3-氧代-4-戊烯磺酸))鋰鹽。這種材料結(jié)合了PTFE的工藝優(yōu)勢與鋰離子傳導能力,能夠確保復合正極各組分之間具有良好的界面接觸,同時促進鋰離子的傳輸。中國科學院的研究團隊則采用了另一種創(chuàng)新方案。他們利用熔融粘結(jié)技術(shù),將低粘度的熱塑性聚酰胺(TPA)與硫化物電解質(zhì)混合,構(gòu)建聚合物滲透網(wǎng)絡。這種方法制備的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜厚度可控制在25微米以下,同時具備優(yōu)異的柔韌性和離子電導率(2.1 mS/cm)。04 替代探索TPA相較于PTFE展現(xiàn)出多重優(yōu)勢。通過熱壓成型誘導TPA在硫化物顆粒間隙滲透,研究團隊構(gòu)建了完整的聚合物逾滲網(wǎng)絡。這種結(jié)構(gòu)不僅能實現(xiàn)超薄成膜,還能有效耗散電池運行過程中產(chǎn)生的不均勻內(nèi)應力,降低機械失效風險。在實際應用中,基于TPA熔融粘結(jié)技術(shù)的全固態(tài)電池表現(xiàn)出色循環(huán)性能。適配純硅負極的全電池可循環(huán)2000次,在高負載情況下經(jīng)過9200小時、1400次循環(huán)后,面容量仍保持在2.5 mAh·cm-2以上。當正極材料載量提升至53.1 mg·cm-2時,電池能量密度超過390 Wh/kg和1020 Wh/L。05 產(chǎn)業(yè)動向全球電池企業(yè)已積極布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。三星選擇PTFE干法電極技術(shù)作為降低制造成本、提升量產(chǎn)速度的競爭手段。該公司認為,這種工藝具有工藝縮短、設備精簡和厚膜化的潛力,正不斷提升量產(chǎn)成熟度。特斯拉、比亞迪、寧德時代、LG新能源等行業(yè)巨頭也都在積極導入干法電極技術(shù)。中國設備制造企業(yè)已推出第三代干法攪拌纖維化與干法成膜的全固態(tài)工藝,并成功向頭部客戶交付固態(tài)極片涂覆設備。行業(yè)預測,固態(tài)電池行業(yè)將在2025年下半年至2026年上半年進入中試線落地關(guān)鍵期,2027年有望開啟小規(guī)模量產(chǎn)裝車。當三星試驗生產(chǎn)線上基于PTFE干法工藝的驗證工作持續(xù)推進時,德國電池實驗室的研究員發(fā)現(xiàn),使用聚酰胺替代PTFE的固態(tài)電池在針刺測試后僅僅表面溫度上升了3.2攝氏度。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),全球已有至少七家主流設備制造商推出了針對固態(tài)電池干法電極的專用設備解決方案。固態(tài)電池的能量密度已突破600Wh/kg,這意味著搭載這種電池的電動汽車續(xù)航里程可能輕松突破1000公里。
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2025-12-02
新一代制冷劑突破:三氟乙烯與乙烯共聚物引領環(huán)保冷卻技術(shù)變革
高溫酷暑中,我們依賴空調(diào)獲取清涼,而支撐這份清涼的制冷劑技術(shù)正在靜默進化。一種基于三氟乙烯和乙烯共聚物的新型制冷劑材料,正悄然推動第五代制冷劑的技術(shù)變革。作為三氟氯乙烯下游重要衍生物,這種環(huán)保制冷劑因其零臭氧破壞潛值(ODP)和極低的全球變暖潛值(GWP),成為替代現(xiàn)有高GWP制冷劑的有力候選。隨著歐盟新版F-gas法規(guī)的實施和《基加利修正案》的推進,全球制冷行業(yè)正加速向環(huán)保低碳轉(zhuǎn)型。01 螢石產(chǎn)業(yè)鏈:氟化工的“隱形基石”螢石,這種看似平凡的礦石,正是整個氟化工產(chǎn)業(yè)的起點,被稱為氟化工領域的“稀土”。作為不可再生的戰(zhàn)略資源,螢石經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為氫氟酸,成為氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵中間體。從氫氟酸出發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈分為兩大分支:一類是制冷劑、六氟磷酸鋰等無機氟化物,另一類則是PTFE、PVDF等氟聚合物。三氟氯乙烯在這一產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著承上啟下的關(guān)鍵角色,成為連接基礎氟化工與高端含氟聚合物的橋梁。而三氟乙烯與乙烯的共聚物,正是三氟氯乙烯下游高附加值產(chǎn)品之一,代表了氟化工從基礎原料向高端材料升級的重要方向。02 環(huán)保使命:制冷劑代的演進從最初有毒可燃的氨和二氧化硫,到CFCs(氯氟烴)的出現(xiàn),制冷劑技術(shù)已走過四個代際。每個代際的更迭,都圍繞著安全與環(huán)保兩大主題。第一代制冷劑如二氧化硫、氨等,雖高效但存在安全隱患;第二代CFCs制冷劑穩(wěn)定安全,卻被發(fā)現(xiàn)對臭氧層造成嚴重破壞。第三代HCFCs(氫氯氟烴)和第四代HFCs(氫氟烴)雖然在臭氧層破壞問題上有所改進,但仍具有較高的全球變暖潛值。目前,研發(fā)界的焦點已轉(zhuǎn)向第五代制冷劑——ODP為零且GWP極低的解決方案。三氟乙烯(R-1123)正是這一代際更迭中的佼佼者。研究表明,這種物質(zhì)具有零ODP和超低GWP,使其成為下一代空調(diào)系統(tǒng)的潛在候選者。03 材料特性:三氟乙烯與乙烯共聚物的優(yōu)勢三氟乙烯與乙烯共聚物作為一種新型氟聚合物材料,在制冷劑領域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。這種共聚物繼承了含氟化合物的穩(wěn)定性,又通過分子設計優(yōu)化了性能。在安全性方面,相關(guān)研究顯示,即使在高濃度條件下,三氟乙烯也未表現(xiàn)出明顯毒性反應。一項針對SD大鼠的吸入暴露實驗發(fā)現(xiàn),濃度高達200,000 ppm的三氟乙烯未引起實驗動物的臨床體征或組織病理學變化。熱穩(wěn)定性與抗分解能力也是該材料的一大亮點。通過添加特定抑制劑,研究人員已能有效抑制三氟乙烯的歧化反應,提升其使用安全性。三氟乙烯與乙烯的共聚物還具有良好的溶解性和傳熱特性,適合在自動復疊制冷系統(tǒng)等高效能冷卻裝置中應用。04 混合創(chuàng)新:多元共混的應用策略在實際應用中,三氟乙烯通常不作為單一組分使用,而是與其他制冷劑形成混合體系,以平衡性能、安全與環(huán)保多項指標。R-1123與R-32、R-1234yf、R-290的混合體系,是目前最有前景的組合之一??蒲腥藛T已開發(fā)出針對這些混合物的精確模型,能夠可靠預測其在寬溫壓范圍內(nèi)的熱力學性質(zhì)。這些模型的典型不確定性極低——液體密度僅0.3%,蒸汽密度1.5%,泡點壓力1%(k=2),為系統(tǒng)設計提供了可靠依據(jù)。在更深冷的應用領域,科學家還探索了包括1,1-二氟乙烯、2,3,3,3-四氟-1-丙烯在內(nèi)的多元混合制冷劑,適用于-100℃至-150℃的深冷溫區(qū)。這些混合制冷劑的GWP值均低于150,符合最新的環(huán)保要求。05 行業(yè)響應:從實驗室到市場面對迫在眉睫的環(huán)保法規(guī)和市場需求,全球制冷行業(yè)正積極布局新一代制冷技術(shù)。2025年10月在北京舉辦的汽車行業(yè)空調(diào)制冷劑論壇,匯聚了來自政府、學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的代表,共同探討制冷劑替代技術(shù)路徑。論壇上,專家們強調(diào),隨著《中國履行〈關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書〉國家方案(2025—2030年)》的發(fā)布,綠色低碳制冷技術(shù)的創(chuàng)新已成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。在產(chǎn)業(yè)層面,一些化工企業(yè)已經(jīng)開始調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),逐步減少高GWP值制冷劑的生產(chǎn),轉(zhuǎn)向更環(huán)保的替代品。歐盟新版F-gas法規(guī)已于2024年發(fā)布,自2026年1月1日起,出口到歐盟的冰箱將禁止使用含氟物質(zhì),這一規(guī)定加速了全球制冷劑替代進程。06 挑戰(zhàn)與未來:產(chǎn)業(yè)化之路盡管三氟乙烯與乙烯共聚物在實驗室展現(xiàn)出優(yōu)異性能,但其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨挑戰(zhàn)。材料相容性是工程應用的一大瓶頸。制冷劑需要與系統(tǒng)的壓縮機、潤滑劑等部件良好配合,才能確保長期穩(wěn)定運行。研究表明,三氟乙烯與聚乙烯醚(PVE)等潤滑劑的溶解性差異,會直接影響系統(tǒng)性能和可靠性。成本壓力也是產(chǎn)業(yè)化必須考慮的因素。三氟乙烯的合成與純化工藝復雜度較高,導致其價格高于傳統(tǒng)制冷劑。不過,隨著工藝優(yōu)化和規(guī)模化生產(chǎn),這一障礙有望逐步緩解。未來,隨著電子、汽車、家電等行業(yè)對環(huán)保制冷劑需求的增長,三氟乙烯與乙烯共聚物的應用前景將更加廣闊。
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2025-11-28