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稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡六种,它们在空气中的总含量仅0.94%,因原子最外层电子层达到稳定结构,化学性质极不活泼,曾被称为“惰性气体”。但正是这种“高冷”特性,让它们在多个高端领域绽放异彩,成为不可替代的关键材料。
氦气是稀有气体中的“明星”,在空气中含量仅0.0005%,却因密度仅为空气的1/7且不可燃,成为飞艇、热气球的理想填充气,相比氢气更安全。其沸点低至-268.9℃,是自然界沸点最低的物质,被用于超导材料的冷却,核磁共振仪的超导磁体必须在液氦环境中才能维持超导状态,一台1.5T核磁共振仪每年需消耗200-300升液氦。
氖气在通电时会发出鲜艳的红色光,且穿透性强,常用于航空指示灯和霓虹灯,将氖气与氩气、氦气混合,还能发出蓝、绿、紫等多种颜色。氩气是工业中用量最大的稀有气体,在焊接不锈钢、铝合金时,充入氩气可隔绝空气,防止焊缝氧化,在光伏产业中,氩气用于硅片切割的冷却介质,能提高切割精度。
氪气和氙气则是“照明贵族”,氪气填充的白炽灯比普通灯泡亮度高30%,寿命延长一倍,常用于机场跑道指示灯;氙气大灯发光强度是普通卤素灯的3倍,能耗却低40%,成为高端汽车的标配。氡气虽具有放射性,却在医学上有特殊用途,在密封的氡气治疗室中,利用其射线可治疗皮肤癌、肺癌等疾病。这些“低调”的气体,正用独特性能支撑着科技进步与生活品质提升。

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