氦氣（Helium）CAS號7440-59-7化學物質唯一標識號，全球通用分子式 He分子量4.0026 g/mol 基于氦的天然同位素（主要為¹He、⁴He，其中⁴He占比超99.99%）加權平均計算

二、主要物理性質 氦氣是周期表第18族（稀有氣體族）中原子量最小的元素，具有獨特的物理特性，核心特點為“輕、冷、惰”，具體如下： 1. 物態與化學惰性： 標準大氣壓（1atm）、25℃下為無色、無味、無臭的氣態；化學性質極端穩定，是自然界中惰性最強的氣體之一——目前僅在極端實驗室條件（如超高壓、低溫）下能與極少數物質（如氟）形成不穩定化合物，常規環境下不與任何物質反應，也不燃、不助燃。 2. 熔點與沸點： - 沸點：-268.93℃（4.22K，標準大氣壓下），是所有已知物質中沸點最低的，液態氦（常稱“液氦”）是實現超低溫環境的核心介質。 - 熔點：標準大氣壓下無固定熔點（無法固化），需在約2.5MPa（25大氣壓）加壓條件下，才會在-272.2℃（0.95K）固化，是唯一一種常壓下不能固態化的物質。 3. 密度與浮力： - 氣態密度：0.1786 g/L（0℃、1atm下），僅為空氣密度（1.293 g/L）的約1/7，是除氫氣外密度最小的氣體，因此具有顯著浮力。 - 液態密度：0.125 g/cm³（-268.93℃，沸點溫度下），是常溫下液態物質中密度最小的之一。 4. 溶解性與導熱性：溶解性：極難溶于水，20℃、1atm下溶解度僅為0.0138 cm³（氦氣）/100 mL（水），遠低于其他稀有氣體。 - 導熱性：氣態氦的導熱性約為空氣的5倍，而液態氦（尤其是溫度低于2.17K的“超流氦”）具有超流性——零粘滯性、極高熱導率，能快速傳遞熱量，是超低溫領域的關鍵特性。 5. 其他特性： - 折射率極低：氣態氦在20℃、1atm下的折射率約為1.000035，接近真空，常用于光學儀器的“光學窗口”填充氣，減少光的折射干擾。 - 滲透性強：氦原子半徑極小，能穿透多數固體材料（如玻璃、塑料），這一特性使其可用于真空系統檢漏，但也需注意儲存時的密封問題。

 三、主要用途 氦氣的應用完全依賴其低密度、超低溫特性、化學惰性及高導熱性，覆蓋科研、醫療、工業、航天等多個關鍵領域： 1. 填充氣與浮力應用： 利用其低密度（浮力）和化學惰性（無爆炸風險，區別于氫氣），核心場景包括：  載人/無人飛艇、高空探測氣球（如氣象氣球、科研探空球），可攜帶設備升至平流層采集數據； 節日裝飾氣球（商用“氦氣球”），因安全無燃爆風險，廣泛替代氫氣； - 電子元件填充：如真空電子管、顯像管、高壓變壓器的內部填充氣，防止金屬電極氧化或電離擊穿； - 飛機輪胎充氣：氦氣滲透率低且化學穩定，可避免輪胎內氣體與橡膠反應，延長輪胎壽命并保持胎壓穩定。 2. 超低溫與超導領域（核心應用）： 液態氦的超低溫（4.22K）是實現超導狀態的關鍵，主要用于： - 醫療設備：核磁共振成像（MRI）儀的超導磁體冷卻——超導磁體需在超低溫下才能維持零電阻狀態，產生強磁場，液氦是目前最可靠的冷卻介質； - 科研與工業：粒子加速器（如歐洲核子研究中心CERN的對撞機）、核聚變實驗裝置（如“人造太陽”）的超導線圈冷卻；量子計算機、超導傳感器（如低溫引力波探測器）的低溫環境維持。 3. 焊接與保護氣： 利用其化學惰性，作為高溫焊接的保護氣，防止金屬在焊接過程中被氧化： - 活潑金屬焊接：如鈦、鋯、鋁、不銹鋼等合金的電弧焊、激光焊，尤其適用于航空航天部件（如飛機機身、火箭發動機）的精密焊接； - 半導體制造：在晶圓刻蝕、薄膜沉積等工序中，作為保護氣或載氣，避免晶圓表面被污染或氧化，保證芯片性能。 4. 醫療與呼吸支持： - 潛水員呼吸混合氣：深海潛水時，潛水員吸入的“氦氧混合氣”（而非空氣）可避免“減壓病”——氦氣分子小、擴散速度快，能減少氮氣在血液和組織中的溶解，防止減壓時形成氣泡堵塞血管； - 呼吸系統治療：對哮喘、慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者，高濃度氦氧混合氣（如70%氦+30%氧）可降低氣流阻力，幫助患者更輕松地呼吸。 5. 科研與檢漏： - 科學研究：氦-3（氦的同位素）是核聚變反應的理想燃料，用于可控核聚變研究；同時，液氦的超流性是低溫物理、量子力學研究的重要實驗對象（如超流態下的“量子隧穿效應”）； - 真空系統檢漏：氦氣原子小、滲透性強且易被質譜儀檢測，是全球公認的“檢漏基準氣體”——用于航天器密封艙、半導體真空腔、LNG儲罐等高精度設備的泄漏檢測，確保系統真空度。 6. 其他特殊應用： - 氣相色譜（GC）載氣：氦氣純度高、化學惰性強且擴散系數適中，作為氣相色譜的載氣，可提高樣品分離效率和檢測精度，常用于食品、環保領域的有機物分析； - 金屬加工：如鋁型材的“氦氣發泡”——在鋁熔體中注入氦氣，形成均勻氣泡，制造輕質、高強度的泡沫鋁，用于航空航天輕量化部件。