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液氮在深冷裝置主要可以應用在哪些方面

釋出時間╃•╃:2022-05-12   點選次數╃•╃:689次
  工業生產中☁·₪☁,用壓縮液體空氣分餾的方法獲得液氮☁·₪☁,可以用於作為深度製冷劑☁·₪☁,由於其化學惰性☁·₪☁,可以直接和生物組織接觸☁·₪☁,立即冷凍而不會破壞生物活性·╃。
  一▩₪◕、液體狀態的氮
  液氮即液體狀態的氮·╃。液氮可以透過專門的裝置製取☁·₪☁,也可以在製取液氧的過程中作為副產品而得到·╃。液氮具有很低的溫度☁·₪☁,其沸點為-195.8℃☁·₪☁,可以用作深冷劑·╃。液氮還可以從液態變為氣態☁·₪☁,成為氮氣☁·₪☁,可以作為保護氣體通入熱處理爐內·╃。在空氣中☁·₪☁,氮氣所佔的比例最大·╃。液氮也不像液氧那樣易燃▩₪◕、易爆☁·₪☁,所以☁·₪☁,液氮具有資源豐富▩₪◕、安全性較好等優點☁·₪☁,在材料熱處理方面有著主要用途·╃。
  二▩₪◕、液氮在真空熱處理中的應用
  真空熱處理是國內外正在採用的比較先進的熱處理方法☁·₪☁,在真空熱處理中☁·₪☁,往往離不開使用氮氣·╃。例如☁·₪☁,當鋼鐵件在真空爐中加熱時☁·₪☁,若真空程度過高☁·₪☁,則為防止工件材料中的合金元素揮發☁·₪☁,需對爐中回充適量的氮氣☁·₪☁,以提離爐內微量氣體的壓力·╃。又如☁·₪☁,在真空加熱油淬的真空淬火過程中☁·₪☁,有時為了保證或提高淬火油的冷卻能力☁·₪☁,需在工件冷卻之前☁·₪☁,向真空爐中回充足夠的氮氣·╃。在高壓氣淬時☁·₪☁,需要快速向真空爐中充入高於一個大氣壓的氮氣·╃。在鋼件真空回火時☁·₪☁,在抽真空後需回充氮氣以實現爐內保護氣體迴圈均勻加熱☁·₪☁,以及實現回火後的快速冷卻·╃。
  真空熱處理所需的氮氣☁·₪☁,有各種不同的來源·╃。由於液氮的密度遠比氮氣大☁·₪☁,體積遠比氮氣小☁·₪☁,便於運輸和貯藏☁·₪☁,而且在大量供應時價格也較便宜·╃。所以☁·₪☁,液氮是真空熱處理所用氮氣的重要來源之一·╃。
  三▩₪◕、液氮在材料深冷處理中的應用
  精密量具和一些精密器件☁·₪☁,要求其組織穩定☁·₪☁,在使用和儲存中不變形·╃。而其中有些鋼鐵製造的精密量具和器件☁·₪☁,在淬火後存在殘留奧氏體·╃。若不消除殘留奧氏體☁·₪☁,則這些量具和器件就難以保證不變形·╃。消除這此殘餘奧氏體的一個有效方法就對其進行冷處理☁·₪☁,讓殘餘奧氏體轉變成馬氏體☁·₪☁,並透過回火使其變為穩定的回火組織·╃。有些鋁合金件☁·₪☁,在切削加工或長儲▩₪◕、使用中存在容易發生變形的問題·╃。若不解決變形問題☁·₪☁,容易造成或者加工製造的廢品率高▩₪◕、或者售出的產品質量不好·╃。這些變形問題☁·₪☁,往往與其原材料或切削加工產生的殘餘內應力有關·╃。解決這些變形問題☁·₪☁,有時需要採取高低溫迴圈熱處理的方法消除殘餘應力☁·₪☁,其中包含了冷處理或-130℃以下低溫的深冷處理·╃。為了消除鋁合金件淬火後的殘餘應力☁·₪☁,有時也需要進行反淬火☁·₪☁,即把淬火後的工件進行深冷☁·₪☁,然後再用較快的升溫速度讓工件溫度提高☁·₪☁,使其產生與淬火時相反的熱應力·╃。
  還有一些特殊用途的材料或產品☁·₪☁,為了使其滿足在低溫環境下使用的尺寸穩定性和安全性要求☁·₪☁,也需要經過冷處理或深冷處理·╃。由於液態氮的溫度為-196℃☁·₪☁,化學穩定性也較好☁·₪☁,所以可以直接或間接地用於上述冷處理·╃。有些形狀較簡單☁·₪☁,不用擔心深冷開裂▩₪◕、不用擔心力學效能變化的鋁合金件或鋼件☁·₪☁,可以直接浸放入液氮中深冷處理·╃。當不能直接浸泡時☁·₪☁,可以採用液氮的揮發氣作為冷卻介質·╃。還可以將液氮作為製冷劑☁·₪☁,使擺放工件的容器(低溫箱)降溫到所需的冷處理溫度·╃。
  四▩₪◕、鋁合金件深冷處理後的力學效能變化
  採用液氮對鋁合金件進行-196℃的深冷處理☁·₪☁,是進一步提高其材料強度的有效途徑之一·╃。
  五▩₪◕、液氮在材料熱處理中的其他應用
  液氮還可以用作超低溫淬火的淬火介質·╃。由於液氮的冷卻速度比水大5倍☁·₪☁,液氮的汽化潛熱為水的1/11☁·₪☁,所以工件淬入後立即被氣體包圍☁·₪☁,淬火變形及淬裂的可能性較小·╃。鋼在液氮中淬火後☁·₪☁,殘餘奧氏體量極少☁·₪☁,可使其獲得更高的硬度和尺寸穩定性·╃。但由於液氮容易揮發☁·₪☁,消耗量較大☁·₪☁,生產成本較高☁·₪☁,所以目前應用得較少·╃。此外☁·₪☁,電子顯微鏡是觀測和研究材料▩₪◕、分析熱處理質量問題的大型儀器·╃。而液氮則是電子顯微鏡所需要的一種輔助材料·╃。
  六▩₪◕、液氮使用的安全性
  雖然液氮為非易燃物☁·₪☁,但在使用▩₪◕、運輸和貯藏液氮的時候☁·₪☁,也必須注意安全·╃。例如☁·₪☁,不要用手直接接觸液氮☁·₪☁,並且注意防止液氮濺到身上☁·₪☁,以防凍傷;應在通風的場所使用液氮☁·₪☁,以防氮氣使人窒息;裝運液氮時☁·₪☁,不要將液氮封裝過嚴☁·₪☁,以防發生物理爆炸等等·╃。
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