به گزارش ایسنا به نقل از سهیل گاز، در ادامه، به ویژگی‌ها، کاربردها و اهمیت گاز آرگون در صنایع مختلف پرداخته خواهد شد.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آرگون

آرگون در دسته گازهای نجیب قرار می‌گیرد و سومین گاز فراوان در جو زمین پس از نیتروژن و اکسیژن است. غلظت آن در هوا حدود ۰.۹۳ درصد می‌باشد. آرگون یک عنصر تک‌اتمی است که در شرایط عادی دما و فشار، هیچ ترکیب شیمیایی پایداری تشکیل نمی‌دهد.

برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن عبارتند از:

• حالت در دمای اتاق: گاز
• نقطه جوش ‎−185.85 °C 
• نقطه ذوب ‎−189.34 °C 
• چگالی (در شرایط استاندارد): حدود 1.784 گرم بر لیتر

بی‌اثر بودن شیمیایی: به دلیل داشتن آرایش الکترونی پایدار، تمایلی به واکنش نشان دادن ندارد.

منابع استخراج و تولید

آرگون به طور طبیعی در جو زمین وجود دارد و از طریق تقطیر جزء به جزء هوای مایع به‌دست می‌آید. در این فرآیند، ابتدا هوا فشرده و سرد می‌شود تا به مایع تبدیل گردد، سپس با افزایش تدریجی دما، گازهای مختلف بر اساس نقطه جوش‌شان جدا می‌شوند. آرگون به دلیل داشتن نقطه جوش میان نیتروژن و اکسیژن، در این مرحله به‌طور مؤثری تفکیک می‌گردد.

کاربردهای آرگون

گاز آرگون در صنایع مختلف، از پزشکی و الکترونیک گرفته تا متالورژی و جوشکاری کاربرد دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن عبارتند از:

۱. جوشکاری و برش فلزات

آرگون در فرآیندهای جوشکاری قوسی (GTAW/TIG , GMAW/MIG) استفاده می‌شود. این گاز به عنوان گاز محافظ عمل می‌کند و از ورود اکسیژن و نیتروژن هوا به منطقه جوش جلوگیری می‌کند، که باعث بهبود کیفیت جوش و جلوگیری از اکسید شدن یا تخلخل فلز می‌شود.

۲. متالورژی

در ریخته‌گری فلزاتی مانند آلومینیوم، تیتانیوم و فولاد ضدزنگ، گاز آرگون برای پاک‌سازی ناخالصی‌ها و جلوگیری از اکسید شدن استفاده می‌شود. همچنین در کوره‌های ذوب خاص، آرگون محیطی بی‌اثر ایجاد می‌کند تا واکنش‌های ناخواسته رخ ندهد.

۳. الکترونیک و تولید نیمه‌رساناها

در ساخت قطعات الکترونیکی، گاز آرگون به‌عنوان محیطی پاک و بی‌اثر برای جلوگیری از آلودگی مواد حساس به‌کار می‌رود. همچنین در لیتوگرافی نوری و رسوب‌دهی فیزیکی بخار (PVD) نیز کاربرد دارد.

۴. لامپ‌ها و روشنایی

در لامپ‌های فلورسنت، لامپ‌های هالوژن و برخی لامپ‌های LED، آرگون به‌عنوان گاز پرکننده استفاده می‌شود. این گاز باعث افزایش عمر لامپ و بهبود کیفیت نوردهی آن می‌گردد.

۵. پزشکی و درمان

در جراحی‌های خاص، مانند جراحی لیزری شبکیه چشم یا آرگون‌پلاسمای انعقاد (APC)، گاز آرگون نقش حیاتی ایفا می‌کند. در این تکنیک‌ها، آرگون به عنوان رسانای انرژی برای سوزاندن بافت‌های بیمار استفاده می‌شود.

ایمنی و نگهداری

اگرچه آرگون گازی غیرسمی و بی‌اثر است، اما در فضاهای بسته و بدون تهویه ممکن است باعث خفگی شود، چون جای اکسیژن را می‌گیرد. بنابراین هنگام استفاده از آرگون در محیط‌های صنعتی یا آزمایشگاهی باید تهویه مناسب رعایت شود. مخازن تحت فشار آرگون باید به‌دور از گرما و ضربه نگهداری شوند و از برچسب‌های هشدار ایمنی استفاده شود.

مزایا و محدودیت‌ها

مزایا :

• کاملاً بی‌اثر و غیرخورنده
• عدم اشتعال‌پذیری
• مناسب برای محیط‌های با خلوص بالا
• افزایش کیفیت فرآیندهای صنعتی حساس

محدودیت‌ها :

• هزینه بالاتر نسبت به گازهای رایج دیگر مانند گاز نیتروژن
• خطر خفگی در محیط‌های بسته
• نیاز به تجهیزات خاص برای حمل و نگهداری

آینده و پژوهش‌های نوین

در سال‌های اخیر، استفاده از آرگون در فناوری‌های نوین مانند فناوری‌های کوانتومی، لیزرهای پیشرفته، انرژی‌های پاک و حتی در پژوهش‌های نجومی رو به افزایش است. از آنجا که آرگون ایزوتوپ‌های خاصی مانند آرگون-۴۰ دارد، در روش‌های سن‌یابی زمین‌شناسی نیز استفاده می‌شود.

آرگون مایع و ویژگی‌های آن

آرگون مایع شکل مایع این گاز نجیب است که در دمای بسیار پایین (حدود ۱۸۵- درجه سانتی‌گراد) به‌دست می‌آید. این ماده بی‌رنگ، بی‌بو و مانند حالت گازی آن، کاملاً بی‌اثر است. از آنجایی که آرگون نقطه جوش نسبتاً نزدیکی به نیتروژن و اکسیژن دارد، در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوا به شکل مایع نیز استخراج می‌شود.

کاربردهای آرگون مایع

خنک‌سازی تجهیزات علمی و صنعتی: مانند نیتروژن مایع، آرگون مایع نیز برای خنک کردن برخی تجهیزات آزمایشگاهی و قطعات خاص استفاده می‌شود، به‌ویژه در شرایطی که محیطی بی‌اثر مورد نیاز است.

تأمین گاز آرگون با خلوص بالا: آرگون مایع در مخازن بزرگ ذخیره می‌شود و به‌صورت تدریجی تبخیر شده تا گاز آرگون مورد نیاز برای فرآیندهای صنعتی یا آزمایشگاهی تأمین گردد.

مزایای آرگون مایع

فشرده‌سازی حجم زیاد در فضای کم: چون آرگون مایع چگالی بالاتری نسبت به حالت گازی دارد، حمل و نگهداری آن در حجم زیاد مقرون‌به‌صرفه‌تر است.

پایداری و خلوص بالا در ذخیره‌سازی: به‌دلیل واکنش‌ناپذیری شیمیایی، آرگون مایع در شرایط مناسب برای مدت طولانی بدون تغییر باقی می‌ماند.

ایمنی در استفاده از آرگون مایع

با اینکه بی‌اثر است، اما آرگون مایع به دلیل دمای بسیار پایین خود می‌تواند باعث سوختگی سرمایی (frostbite) شود. تماس مستقیم با پوست یا چشم می‌تواند خطرناک باشد. همچنین در صورت تبخیر سریع، ممکن است اکسیژن محیط را کاهش داده و خطر خفگی ایجاد کند. بنابراین تجهیزات حفاظتی و تهویه مناسب هنگام استفاده از آرگون مایع الزامی است.

نتیجه‌گیری

گاز آرگون با ویژگی‌های منحصر به‌فرد خود به یکی از گازهای استراتژیک و حیاتی در صنایع مختلف تبدیل شده است. از جوشکاری گرفته تا کاربردهای پزشکی و الکترونیکی، آرگون نقش مهمی در بهبود کیفیت، افزایش ایمنی و دقت در فرآیندها ایفا می‌کند. با رشد فناوری و نیاز به محیط‌های خالص و بی‌اثر، پیش‌بینی می‌شود که استفاده از این گاز در آینده نیز رو به افزایش باشد.

انتهای رپرتاژ آگهی