氮气的用途

氮气有以下广泛的用途。(1) 制备多晶硅时,利用氮气的惰性特点,把它当成置换气体(也称置换剂)。多晶硅是 靠氢还原四氣化硅或三氣氢硅获得的,生产系统中充有氢气。在系统充人氢气之前是有空气 的。空气中含有氧气,氢气不能与氧气,特别是在高温状态下,在同一个容器里相处。

氢气与 氧气相处要发生剧烈的反应,引起爆炸。因此,在充氢气之前,先通氮气,用氮气置换(赶走 空气)空气,然后再充氢气。生产完毕要打开系统,取出产品。打开系统之前,需先通氮气, 用氮气置换(赶走氢气)氢气,然后再打开系统。这样一来就可以防止氢气与氧气在系统中相 遇,也就不会引起爆炸。

(2) 在工业上,氮气是合成氨、制备硝酸的重要原料。(3) 在通常状况下氮气的化学性质很不活泼,所以它常被用于保护气。焊接金属时用氮气 保护金属使其不被氧化。(4) 将氮气充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速率,延长灯泡的使用 寿命。

(5) 在博物馆里,常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里,能使蛀虫在氮气中被闷死。(6) 粮食、罐头、水果等食品,也常用氮气作保护气。利用氮气使粮食处于休眠和缺氧状态、代谢缓慢,可取得良好的防虫、防霉和防变质效果,粮食不受污染,管理比较简单,所需 费用也不高,故近年来发展较快。

目前,日本和意大利等国已进人小型生产试验阶段。近年 来,我国不少地区也应用氮气来保存粮食,称为“真空充氮储粮”,也可用来保存水果等农副 产品。(7) 在医学上,常用液氮作冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术等。利用液氮给手术刀降 温,就成为“冷刀”。

医生用“冷刀”做手术,可以减少出血或不出血,手术后病人能更快康 复。使用液氮为病人治疗皮肤病,效果也很好。这是因为液氮的汽化温度是一195。8°C ,因此, 用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。过去皮肤科常以“干冰”治疗 血管瘤,用意虽然相同,但冷度远不及液氮。

医治肺结核的“人工气胸术”,也是把氮气(或空气)打进肺结核病人的胸腔里,压缩有病灶的肺叶,使它得到休息。( 8 ) 在高科技领域中常用液氮制造低温环境,如有些超导材料就是在经液氮处理后的低温 下才获得超导性能的。