学氩弧焊没有氩气能用吗要小孩吗

 上传我的文档
 下载
 收藏
大部分资料来源于网络,仅供大家参考学习,版权归原作者。若有侵权,敬请留言告知,本人会及时删除侵权文档,谢谢!
 下载此文档
正在努力加载中...
(学习班)氩气刀【PPT】
下载积分:2000
内容提示:(学习班)氩气刀【PPT】
文档格式:PPT|
浏览次数:26|
上传日期: 00:18:20|
文档星级:
全文阅读已结束,如果下载本文需要使用
 2000 积分
下载此文档
该用户还上传了这些文档
(学习班)氩气刀【PPT】
官方公共微信氩气电离生成什么
在高压或者热辐射条件下,氩气会电离,电离后的产物是什么,最好能介绍一些参考资料
09-04-13 &匿名提问
注:本文尚有些图片没有复制上面,如果仔细研究请打开下面的连接 第四节 气体保护电弧焊 气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊,它是利用电弧作为热源,气体作为保护介质的熔化焊。在焊接过程中,保护气体在电弧周围造成气体保护层,将电弧、熔池与空气隔开,防止有害气体的影响,并保证电弧稳定燃烧。气体保护焊,可以按电极的状态、操作方式、保护气体种类、电特性、极性、适用范围等不同加以分类,常用气体保护焊分类见表3-14。 根据具体情况的不同,气体保护焊可采用不同的气体,常用的保护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。气体保护焊的优点是:电弧线性好,对中容易,易实现全位置焊接和自动焊接;电弧热量集中,熔池小,焊接速度快,热影响区较窄,焊件变形小,抗裂能力强,焊缝质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊,电弧光辐射较强。本节着重介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护电弧焊。 一、氩弧焊 氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。 1.非熔化极氩弧焊的工作原理及特点 非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气),形成一个保护气罩,使钨极端头,电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触,能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头,其力学性能非常好。如图3-9所示。 钨极氩弧焊的特点如下。 (1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金。惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反应,也不溶于液态金属中。用熔渣保护的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接这些材料,或者根本不能焊接。 (2)可获得体质的焊接接头。用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高,气体和气体金属夹杂物少,焊接缺陷少。对焊缝金属质量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接。 (3)可焊接薄件、小件。 (4)可单面焊双面成形及全位置焊接。 (5)焊接生产率低。 钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制,电弧功率较小,电弧穿透力小,熔深浅且焊接速度低,同时在焊接过程中需经常更换钨极。 2.熔化极氩弧焊的工作原理及特点 熔化极氩弧焊原理如图3-10所示。 焊丝通过丝轮送进,导电嘴导电,在母材与焊丝之间产生电弧,使焊丝和母材熔化,并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别:一个是焊丝作电极,并被不断熔化填入熔池,冷凝后形成焊缝;另一个是保护气体,随着熔化极氩弧焊的技术应用,保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用,如Ar 80%+CO220%的富氩保护气。通常前者称为MIG,后者称为MAG。从其操作方式看,目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊,其次是自动熔化极氩弧焊。 熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比,有如下特点。 (1)效率高 因为它电流密度大,热量集中,熔敷率高,焊接速度快。另外,容易引弧。 (2)需加强防护 因弧光强烈,烟气大,所以要加强防护。 3.保护气体 (1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种五色无味的气体,在空气的含量为0.935%(按体积计算),氩的沸点为-186℃,介于氧和氦的沸点之间。氩是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。 我国均采用瓶装氩气用于焊接,在室温时,其充装压力为15MPa。钢瓶涂灰色漆,并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为:Ar≥99.99%;He≤0.01%;O2≤0.0015%;H2≤0.0005%;总碳量≤0.001%;水分≤30mg/m3。 氩气是一种比较理想的保护气体,比空气密度大25%,在平焊时有利于对焊接电弧进行保护,降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体,即使在高温下也不和金属发生化学反应,从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属,因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体,以原子状态存在,在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小,即本身吸收量小,向外传热也少,电弧中的热量不易散失,使焊接电弧燃烧稳定,热量集中,有利于焊接的进行。 氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时,电弧的引燃较为困难,但电弧一旦引燃后就非常稳定。 (2)氦气(He)。氦气在空气中的含量很少,按体积计算只占0.0005%,密度约为氩气的1/10。因而为了获得良好的保护效果,就要加大流量。 用氦气保护时,电弧电压比氩要高得多,氦弧的发热量要比氩弧大得多。因此,氦气保护焊可焊接大厚度工件及导热性好的材料,如铜及铜合金,也用于不锈钢管的高速机械化焊接。 但是,氦气提取的成本费用昂贵,因而应用很少。 (3)混合气体。在一种气体中加人少量的另外一种或两种气体后,对细化熔滴、减少飞溅、提高电弧稳定性、改变熔深及提高电弧温度等有一定好处。因而,以氩为主的混合气体熔化极气体保护焊应用十分广泛,如Ar 80%+CO2(5~20)%,Ar 95%+O2(1~5)%,Ar 80%+N2 20%,Ar+H2,Ar+He,Ar 80%+CO2 15%+O2 5%等。 4.非熔化电极 (1)非熔化极气体保护焊对电极材料的要求 ①耐高温,在焊接过程中本身不熔化。 ②电极要有较高的电子发射能力,要易于引弧及维持电弧的稳定燃烧。 从这些要求来看,钨是比较理想的电极材料。 (2)常用钨极材料的特点 钨极氩弧焊用的非熔化极材料有纯钨极、钍钨极、铈钨极、镧钨极、锆钨极、钇钨极等。其中前三种是最常见的。 ①纯钨极 是使用历史最长的一种非熔化电极。但其有一些缺点:一是电子发射能力较差,要求电源有较高的空载电压;二是抗烧损性差,使用寿命较短,需要经常更换重磨钨极端头。目前主要用于交流电焊接铝、镁及其合金时,利用其破碎氧化膜的作用好的特点。 ②钍钨极 在钨中加入一定量的氧化钍(ThO2)后就成为钍钨极。其电子发射能力高,所需电弧电压低,引弧容易而且稳定,大大延长钨极的使用寿命。但氧化钍(THO2)有微量放射性。 ③铈钨极 在钨中加入2%以下的氧化铈(CeO),就制成了铈钨极。其主要特点是:没有放射性,许用电流增大,热电子发射能力强,电弧稳定,热量集中,使用寿命长,端头形状易于保持。 5.电流种类和极性 氩弧焊既可以使用直流电又可以使用交流电。而在使用直流电时,直流正极性应用最广。电流种类及极性不同时,电弧的特点也截然不同。 (1)直流反极性 产生两种极重要的物理现象,即“阴极破碎作用和钨极过热问题”。 ①阴极破碎作用。电流在直流反极性时,由于焊件是阴极,电弧空间的正离子飞向焊接熔池及其附近的区域,质量大的正离子带着很大的动力撞击其表面,释放出很多能量,正离子撞击阴极释放出的能量要比电子撞击阳极表面释放出的能量多。在正离子的撞击作用下,金属表面氧化膜被破坏,甚至发生分解、蒸发而消失,液态金属附近的母材表面清洁而光亮。冷却以后,焊缝表面无氧化膜,成形美观。这就是阴极破碎作用,被广泛应用于化学性质非常活泼的金属,如铝、镁及其合金的焊接。 ②钨极过热 由于钨极是阳极,电子以很高的速度轰击钨极,放出大量的热量,造成钨极温度升高,降低钨极使用寿命,因而除了焊接铝镁合金外,一般很少使用。 (2)直流正极性 ①焊件为正极,经受电子轰击时放出的全部能量转变成热能,焊接熔池深而窄,有利于金属的连接,焊接内应力和变形都小,焊接生产率高。 ②钨极不易过热,使用寿命长,许用电流值大。 ③钨极发射电子能力强,电弧稳定。 ④没有阴极破碎作用,因而不能焊接铝、镁及其合金,但广泛用于碳钢、低合金钢、不锈钢、镍基合金、钛合金、铜合金等的焊接。 二、二氧化碳气体保护电弧焊 二氧化碳气体保护电弧焊简称为CO2气体保护焊或CO2焊,属于熔化极气体保护焊。它是利用CO2气体保护电弧,使电弧与空气隔离,电弧在焊丝和工件之间燃烧,焊丝自动送进,熔化了的焊丝和母材形成焊缝。CO2气保焊分为半自动焊和自动焊两类。 CO2气体保护焊是应用最广泛的一种熔化极气体保护电弧焊方法。其主要有以下优点。 (1)焊接成本低。CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品,价格低、来源广,其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的40%~50%。 (2)焊接生产率高。由于焊丝自动送进,焊接时焊接电流密度大,焊丝的熔化效率高,所以熔敷速度高。焊接生产率比手弧焊高2~3倍。 (3)应用范围广。可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。 (4)抗锈能力强。CO2焊对焊件上的铁锈、油污及水分等,不像其他焊接方法那样敏感,具有较好的抗气孔能力。 (5)操作性好,具有手弧焊那样的灵活性。 但是CO2气体保护焊也有一些缺点。 (1)在电弧空间里,CO2气体氧化作用强,因而需对焊接熔池脱氧,要使用含有较多脱氧元素的焊丝。 (2)飞溅大。不论采用什么措施,也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度,但仍比手弧焊、氩弧焊大得多。 1.CO2气体 CO2是一种无色、无味的气体。在0℃和1atm(101325Pa)下,密度为1.9768g/L,是空气的1.5倍。CO2在常温下很稳定。 焊接用的CO2气是钢瓶的液态CO2汽化形成的。液态CO2是无色液体。其沸点为-78℃,在常温下能迅速汽化,因而从钢瓶放出的是气态的CO2。标准钢瓶容积为40L。经常灌人25kg的液态CO2,占钢瓶容积的80%左右,其余20%的空间则充满了已汽化的CO2。CO2钢瓶为铝白色,字体为黑色。 CO2气体的纯度要大于99.5%,其水分要求小于1~2g/m3,O2小于0.1%。通常,为减少CO2气体中的水分,可将气瓶倒置一段时间,然后正放,拧开气阀将上部水分较多的气体放掉。同时在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。 2.CO2焊的冶金特点 虽然CO2气体在常温下是稳定的,但高温下是不稳定的。在电弧高温作用下有部分CO2要发生下式的分解,即 分解出来的原子状态的氧,具有强烈的氧化作用。在电弧区有40%~60%的CO2发生分解,因而在电弧气氛中,同时有CO2、CO和O的存在。而原子状态的氧在液态熔滴和焊接熔池表面,对熔化金属产生如下的氧化反应作用,即 在上述反应产物中,SiO2和MnO成为熔渣浮于熔池表面,CO2会逸出到空气里,FeO会进入熔池当中继续和其他元素反应,即 所形成的CO不溶于液态金属,形成气泡从液态金属中逸出,由于气体的析出十分猛烈,会使液态金属沸腾,甚至在气泡浮出时使其发生粉碎性的细滴爆炸。CO2气体保护焊时,在焊丝端头和焊接熔池都可能产生这一过程。飞溅也主要是由这一原因造成的。 另外,由于焊接熔池的凝固速度快,CO气体来不及逸出,而在焊缝中形成气孔。同时残留在焊缝金属中的FeO,增加了焊缝金属的含氧量,引起力学性能降低。 因此,为了解决CO2气体保护焊中FeO的不利影响以及飞溅和气孔的问题,就应加强其脱氧作用,亦即在焊丝当中增加脱氧元素(如Mn、Si等)来抑制FeO的生成和飞溅的形成。 三、气体保护焊的不安全因素 (1)产生有毒气体。由于气体保护焊的电流密度大、弧温高、弧光强,除了金属的蒸发和氧化产生有害的金属粉尘外,还会产生温度较高的有毒气体,如臭氧、氮氧化物和一氧化碳等。例如,氩弧焊时电弧外围空气受热所产生的臭氧和氮氧化物的浓度,分别是手工电弧焊的4.4倍和7倍。 (2)弧光辐射强。气体保护焊的弧光辐射强度高于手工电弧焊,例如波长为233~290nm的紫外线相对强度,手工电弧焊为0.06,而氩弧焊为1.0。强烈的紫外线辐射,会损害焊工的皮肤、眼睛和工作服。 (3)氩气是一种惰性气体,但其压缩气瓶在运输、储存和使用中,存在着引起气瓶爆炸的危险性。 (4)氩弧焊采用高频振荡器引弧,高频振荡器工作期间有电磁场辐射产生,而使用的钍钨极的放射性物质会对操作者带来危害。 四、手工钨极氩弧焊的操作规程 1.准备工作 (1)熟悉图样及工艺规程,掌握施焊位置、尺寸和要求,合理地选择施焊方法及顺序。 (2)清理好工作场地,准备好辅助工具和防护用品。 (3)检查设备。焊机上的调整机构、导线、电缆及接地是否良好;手把绝缘是否良好,地线与工件连接是否可靠;水路、气路是否畅通;高频或脉冲引弧和稳弧器是否良好。 (4)检查工件。坡口内不得有熔渣、泥土、油污、砂粒等物存在,在焊缝两侧20mm范围内不得有油、锈,焊丝应进行除油除锈工作。 (5)不要在风口处或强制通风的地方施焊。 (6)依据工艺文件和产品图样要求,正确选择焊丝。 2.安全技术 (1)穿戴好个人防护用品,应在通风良好的环境下工作,工作场地严防潮湿和存有积水,严禁堆放易燃物品。 (2)工件必须可靠接地,用直流电源焊接时要注意减少高频电作业时间,引弧后要立即切断高频电源。 (3)冬季施焊时,一定要用压缩空气将整个水路系统中的水吹净,以免冻坏管道。 (4)修磨钨极时要戴手套和口罩。 3.工艺参数的选择 钨极氩弧焊的工艺参数主要有焊接电流种类及极性、焊接电流、钨极直径及端头形状、保护气体流量等。 (1)焊接电流种类及大小 一般根据工件材料选择电流种类。焊接电流的大小是决定焊缝熔深的最主要参数,它主要根据工件材料、厚度、接头形式、焊接位置选择,有时还考虑焊工技术水平(手工焊时)等因素。 (2)钨极直径及端头形状 钨极直径根据焊接电流大小、电流极性选择(见表3-14)。 钨极端头形状是一个重要工艺参数。根据所用焊接电流种类,选用不同的端头形状,如图3-11所示,尖端角度。的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能,表3-15列出了钨极不同尖端尺寸推荐的电流范围。 图3-11 电极的端头形状 (3)气体流量和喷嘴直径 氩弧焊质量在很大程度上取决于氩气的保护效果。在一定条件下,气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围,此时,气体保护效果最佳,有效保护区最大。表3-16列出焊接电流和喷嘴直径、气体流量的关系。 氩气保护效果的评定,主要是根据焊缝表面的颜色。焊接表面色泽和气体的保护效果见表3-17。 4.操作技术 钨极氩弧焊的操作技术包括引弧、填丝焊接、收弧等过程。 (1)引弧 ①短路引弧法(接触引弧法),即在钨极与焊件瞬间短路,立即稍稍提起,在焊件和钨极之间便产生了电弧; ②高频引弧法,是利用高频引弧器把普通工频交流电(220V或380V,50Hz)转换成高频(150~260kHz)、高压(V)电,把氩气击穿电离,从而引燃电弧。 (2)收弧 ①增加焊速法,即在焊接即将终止时,焊炬逐渐增加移动速度; ②电流衰减法,焊接终止时,停止填丝使焊接电流逐渐减少,从而使熔池体积不断缩小,最后断电,焊枪或焊炬停止行走。 (3)填丝焊接 填丝时必须等母材熔化充分后才可填加,以免未熔合,填充位置一定要填到熔池前沿部位,并且焊丝收回时尽量不要马上脱离氩气保护区。 五、CO2气体保护焊操作规程 1.准备工作 (1)认真熟悉焊接有关图样,弄清焊接位置和技术要求。 (2)焊前清理。CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格,但也应清理坡口及其两侧表面的油污、漆层、氧化皮以及铁金属等杂物。 (3)检查设备。检查电源线是否破损;地线接地是否可靠;导电嘴是否良好;送丝机构是否正常;极性是否选择正确。 (4)气路检查。CO2气体气路系统包括CO2气瓶、预热器、干燥器、减压阀、电磁气阀、流量计。使用前检查各部连接处是否漏气,CO2气体是否畅通和均匀喷出。 2.安全技术 (1)穿好白色帆布工作服,戴好手套,选用合适的焊接面罩。 (2)要保证有良好的通风条件,特别是在通风不良的小屋内或容器内焊接时,要注意排风和通风,以防CO2气体中毒。通风不良时应戴口罩或防毒面具。 (3)CO2气瓶应远离热源,避免太阳曝晒,严禁对气瓶强烈撞击以免引起爆炸。 (4)焊接现场周围不应存放易燃易爆品。 3.焊接工艺 CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等。在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度。 (1) 焊接电流和电弧电压 短路过渡焊接时,焊接电流和电弧电压周期性的变化。电流和电压表上的数值是其有效值,而不是瞬时值,一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。常用焊接电流和电弧电压的范围见表3-18。 (2)焊丝伸出长度 是指导电嘴端面至工件的距离。由于CO2焊时选用焊丝较细,焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响。生产经验表明,合适的伸出长度应为焊丝直径的10~20倍,一般在5~15mm范围内。 (3)气体流量 小电流时,气体流量通常为5~15L/min;大电流时,气体流量通常为10~20L/min,并不是流量越大保护效果越好。气体流量过大时,由于保护气流的紊流度增大,反而会把外界空气卷入焊接区。 (4)电源极性 CO2气体保护焊一般都采用直流反接,飞溅小,电弧稳定,成形好。 参考资料:
请登录后再发表评论!
氩气是一种无色、无味的惰性(图)氩气氩气气体,分子量 39.938 ,分子式为 Ar ,在标准状态下,其密度为 1.784kg/m3。 其沸点为-185.7℃目录    * o 工业用途    * o 性质    * o 背景    * o 参考资料    * o 工业用途    * o 性质    * o 背景    * o 参考资料氩气-工业用途 氩是目前工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼,既不能燃烧,也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门,对特殊金属,例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时,往往用氩作为焊接保护气,防止焊接件被空气氧化或氮化。在金属冶炼方面,氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施,每炼1t钢的氩气消耗量为1~3m3。此外,对钛、锆、锗等特殊金属的冶炼,以及电子工业中也需要用氩作保护气。在空气中含有的0.932%的氩,沸点在氧、氮之间,在空分装置上塔的中部含量最高,叫氩馏分。在分离氧、氮的同时,将氩馏分抽出,进一步分离提纯,也可得到氩副产品。对全低压空分装置,一般可将加工空气中30%~35%的氩作为产品获得(最新流程已可将氩的提取率提高到80%以上);对中压空分装置,由于膨胀空气进下塔,不影响上塔的精馏过程,氩的提取率可达60%左右。但是,小型空分装置总的加工空气量少,所能生产的氩气量有限,是否需要配置提氩装置,要视具体情况确定。氩气-性质 氩气为惰性气体,对人体无直接危害。但是,如果工业使用后,产生的废气则对人体危害很大,会造成矽肺、眼部损坏等情况。虽然是惰性气体,同时也是窒息性气体,大量吸入会产生窒息。生产场所要通风,并且,从事与氩气有关的技术人员,每年定期进行职业病体检,确保身体健康。氩本身无毒,但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时,出现严重症状,浓度达到75%以上时,能在数分钟内死亡。液氩可以伤皮肤,眼部接触可引起炎症 。氩气-背景 芬兰科学家合成惰性气体元素氩化合物 。新华社伦敦8月25日电(记者王艳红)芬兰赫尔辛基大学的科学家在24日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们首次合成了惰性气体元素氩的稳定化合物——氟氩化氢,分子式为HArF。这样,6种惰性气体元素氦、氖、氩、氪、氙和氡中,就只有原子量最小的氦和氖尚未被合成稳定化合物了。惰性气体可广泛应用于工业、医疗、光学应用等领域,合成惰性气体稳定化合物有助于科学家进一步研究惰性气体的化学性质及其应用技术。在惰性气体元素的原子中,电子在各个电子层中的排列,刚好达到稳定数目。因此原子不容易失去或得到电子,也就很难与其它物质发生化学反应,因此这些元素被称为“惰性气体元素”。在原子量较大、电子数较多的惰性气体原子中,最外层的电子离原子核较远,所受的束缚相对较弱。如果遇到吸引电子强的其他原子,这些最外层电子就会失去,从而发生化学反应。1962年,加拿大化学家首次合成了氙和氟的化合物。此后,氡和氪各自的化合物也出现了。原子越小,电子所受约束越强,元素的“惰性”也越强,因此合成氦、氖和氩的化合物更加困难。赫尔辛基大学的科学家使用一种新技术,使氩与氟化氢在特定条件下发生反应,形成了氟氩化氢。它在低温下是一种固态稳定物质,遇热又会分解成氩和氟化氢。科学家认为,使用这种新技术,也可望分别制取出氦和氖的稳定化合物。自19世纪末以来,稀有气体元素不能生成热力学稳定化合物的结论给科学家人为地划定了一个禁区,致使绝大多数化学家不愿再涉猎这一被认为是荒凉贫瘠的不毛之地,关于稀有气体化学性质的研究被忽略了。尽管如此,仍有少数化学家试图合成稀有气体化合物。 1932年,前苏联的阿因托波夫(A.R.Antropoff)曾报道,他在液体空气冷却器内,用放电法使氪与氯、溴反应,制得了较氯易挥发的暗红色物质,并认为是氪的卤化物。但当有人采用他的方法重复实验时却未获成功。阿因托波夫就此否定了自己的报道,认为所谓氪的卤化物实际上是氧化氮和卤化氢,并非氪的卤化物。1933年,美国著名化学家鲍林(L.Pauling)通过对离子半径的计算,曾预言可以制得六氟化氙(XeF6)、六氟化氪(KrF6)、氙酸及其盐。扬斯特(D.M.Younst)受阿因托波夫的第一个报道和鲍林预言的启发,用紫外线照射和放电法试图合成氟化氙和氯化氙,均未成功。他在放电法合成氟化氙的实验中将氟和氙按一定比例混合后,在铜电极间施以30000伏的电压,进行火花放电,但未能检验出氟化氙的生成。扬斯特由于对传统观念心有余悸,没有坚持继续进行实验,使一个极有希望的方法半途而废。一系列的失败,致使在以后的30多年中很少有人再涉足这一领域。令人遗憾的是,到了1961年,鲍林也否定了自己原来的预言,认为“氙在化学上是完全不反应的,它无论如何都不能生成通常含有共价键或离子键化合物的能力”。历史的发展颇具戏剧性,就在鲍林否定其预言的第二年,第一个稀有气体化合物——六氟合铂酸氙(XePtF6)竟奇迹般地出现了,并以它独特的经历和风姿震惊了整个化学界,标志着稀有气体化学的建立,开创了稀有气体化学研究的崭新领域。在加拿大工作的英国年轻化学家巴特列特(N.Bartlett)一直从事无机氟化学的研究。自1960年以来,文献上报道了数种新的铂族金属氟化物,它们都是强氧化剂,其中高价铂的氟化物六氟化铂(PtF6)的氧化性甚至比氟还要强。巴特列特首先用PtF6与等摩尔氧气在室温条件下混合反应,得到了一种深红色固体,经X射线衍射分析和其他实验确认此化合物的化学式为O2PtF6,其反应方程式为:                                         O2+PtF6→O2PtF6这是人类第一次制得O+2的盐,证明PtF6是能够氧化氧分子的强氧化剂。巴特列特头脑机敏,善于联想类比和推理。他考虑到O2的第一电离能是1175.7 千焦/摩尔,氙的第一电离能是1175.5千焦/摩尔,比氧分子的第一电离能还略低,既然O2可以被PtF6氧化,那么氙也应能被PtF6氧化。他同时还计算了晶格能,若生成XePtF6,其晶格能只比O2PtF6小41.84千焦/摩尔。这说明XePtF6一旦生成,也应能稳定存在。于是巴特列特根据以上推论,仿照合成O2PtF6的方法,将PtF6的蒸气与等摩尔的氙混合,在室温下竟然轻而易举地得到了一种橙黄色固体XePtF6:  Xe+PtF6→XePtF6该化合物在室温下稳定,其蒸气压很低。它不溶于非极性溶剂四氯化碳,这说明它可能是离子型化合物。它在真空中加热可以升华,遇水则迅速水解,并逸出气体:  2XePtF6+6H2O→2Xe↑+O2↑+2PtO2+12HF这样,具有历史意义的第一个含有化学键的“惰性”气体化合物诞生了,从而很好地证明了巴特列特的正确设想。1962年6月,巴特列特在英国Proccedings of the Chemical Society杂志上发表了一篇重要短文,正式向化学界公布了自己的实验报告,一下震动了整个化学界。持续70年之久的关于稀有气体在化学上完全惰性的传统说法,首先从实践上被推翻了。化学家们开始改变了原来的观念,摘掉了冠以稀有气体头上名不副实的“惰性”的帽子,拆除了人为的樊篱,很快形成了一个合成和研究新的稀有气体化合物的热潮,开辟了一个稀有气体化学的新天地。认识上的障碍一旦拆除,更多的稀有气体化合物很快被陆续合成出来。就在同年8月,柯拉森(H.H.Classen)在加热加压的情况下,以1∶5体积比混合氙与氟时,直接得到了XeF4,年底又制得了XeF2和XeF6。氙的氟化物的直接合成成功,更加激发了化学家合成稀有气体化合物的热情。在此后不长的时间内,人们相继又合成了一系列不同价态的氙氟化合物、氙氟氧化物、氙氧酸盐等,并对其物理化学性质、分子结构和化学键本质进行了广泛的研究和探讨,从而大大丰富和拓宽了稀有气体化学的研究领域。到1963年初,关于氪和氡的一些化合物也陆续被合成出来了。至今,人们已经合成出了数以百计的稀有气体化合物,但却仅限于原子序数较大的氪、氙、氡,至于原子序数较小的氦、氖、氩,目前仍未制得它们的化合物,但有人已从理论上预测了合成这些化合物的可能性。1963年,皮门陶(Pimentaw)等人根据HeF2的电子排布与稳定的HF-2离子相似这一点,提出了利用核反应制备HeF2的3种设想:(1)制取TF-2,再利用氚〔3H(T)〕的β 衰变合成HeF2:TF-2→HeF2+β;(2)用热中子辐射LiF,生成HeF2;(3)直接用α粒子轰击固态氟而产生HeF2。但毛姆等人则认为,HeF2和HF-2的电子排布虽然相似,但HF-2可以看成是一个H-跟两个F原子作用成键,H-的电离能仅为22.44千焦/摩尔,而He的电离能却高达 801.5千焦/摩尔,因此是否存在HeF2,在理论上是值得怀疑的,氦能否形成化合物,至今仍是个不解之谜。
请登录后再发表评论!

我要回帖

更多关于 氩气是危险化学品吗 的文章

 

随机推荐