Argon- un gaz inert cu o masă atomică de 39,9, în condiții normale - incolor, inodor și fără gust, de aproximativ 1,38 ori mai greu decât aerul. Argonul este considerat cel mai accesibil și relativ ieftin dintre gazele inerte.

Argonul ocupă locul trei în ceea ce privește conținutul în aer (după azot și oxigen), el reprezintă aproximativ 1,3% din masă și 0,9% din volumul atmosferei terestre.

În industrie, principala metodă de obținere a argonului este metoda de rectificare la temperatură scăzută a aerului cu producerea de oxigen și azot și extracția asociată a argonului. Argonul se obține și ca produs secundar în producția de amoniac.

Argonul gazos este depozitat și transportat în cilindri de oțel (conform GOST 949-73). Cilindrul cu argon pur este vopsit în gri, cu inscripția „Argon pur” în verde.

Conform GOST 10157-79, argonul gazos și lichid este furnizat în două tipuri: cel mai înalt grad (cu o fracțiune de volum de argon de cel puțin 99,993%, fracțiunea de volum a vaporilor de apă nu este mai mare de 0,0009%) și primul grad (cu o fracție volumică de argon de cel puțin 99,987%, proporția de vapori de apă în volum nu este mai mare de 0,001%).

Argonul nu este exploziv și netoxic, dar la concentrații mari în aer poate pune viața în pericol: atunci când fracția de volum a oxigenului scade sub 19%, apare deficiența de oxigen și când conținutul de oxigen este redus semnificativ, sufocare, pierdere. de conștiință și chiar de moarte apar.

Măsuri de siguranță la manipularea argonului:

controlul de la distanță al conținutului de oxigen din aer prin dispozitive manuale sau automate; volumul de oxigen din aer trebuie să fie de cel puțin 19%;
atunci când lucrați cu argon lichid, care poate provoca degerături ale pielii și deteriorarea membranei mucoase a ochilor, este necesar să folosiți ochelari de protecție și salopete;
atunci când se lucrează în atmosferă de argon, trebuie utilizată o mască de furtun sau un dispozitiv de izolare a oxigenului.

Utilizarea argonului în sudare

Argonul este folosit ca gaz de protecție inert pentru sudare cu arc, inclusiv ca bază a unui amestec de gaze protectoare (cu oxigen, dioxid de carbon). Este principalul mediu de protecție în sudarea aluminiului, titanului, metalelor rare și active.

Argonul este folosit și pentru sudare cu plasmă ca gaz plasmatic sudare cu laser ca supresor de plasmă și gaz de protecție.

În funcție de volumele necesare de consum de argon, pot fi utilizate mai multe scheme pentru furnizarea acestuia. Pentru volume de consum de până la 10.000 m 3 /g, argonul este livrat de obicei în cilindri. Când volumul de consum este mai mare de 10.000 m 3 /g, se recomandă transportul argonului sub formă lichidă în containere speciale pe calea ferată sau rutieră. Când transportați peste calea ferata se folosesc tancuri specializate 8G-513 sau 15-558. Pe transport rutier cel mai adesea, rezervoarele universale de gaz de tip TsTK sunt instalate cu un volum de 0,5 până la 10 m 3. Oxigenul și azotul pot fi, de asemenea, transportate în aceste rezervoare.

Cu o alimentare centralizată, schemele de furnizare a stâlpilor de sudură cu argon pot fi următoarele:

direct din rezervorul de transport prin pompa de transfer și gazeificatorul staționar la rețea (vezi figura de mai jos);
de la rezervorul de transport la un rezervor staționar cu gazificare ulterioară și alimentarea rețelei;
umplerea buteliilor din instalaţia de gazeificare de transport.

Imagine. Alimentarea statiilor de sudura cu argon din rezervorul de transport

Argon- un gaz monoatomic cu punct de fierbere (la presiune normală) - 185,9 ° C (puțin mai mic decât cel al oxigenului, dar puțin mai mare decât cel al azotului). În 100 ml de apă la 20°C se dizolvă 3,3 ml de argon; în unii solvenți organici, argonul se dizolvă mult mai bine decât în apă.

Până acum, sunt cunoscuți doar 2 compuși chimici ai argonului - fluorhidratul de argon și CU(Ar)O, care există la temperaturi foarte scăzute. În plus, argonul formează molecule excimer, adică molecule în care stările electronice excitate sunt stabile, iar starea fundamentală este instabilă. Există motive să credem că compusul Hg-Ar extrem de instabil format într-o descărcare electrică este un compus cu adevărat chimic (de valență). Este posibil să se obțină și alți compuși de valență ai argonului cu fluor și oxigen, care ar trebui, de asemenea, să fie extrem de instabili. De exemplu, cu excitarea electrică a unui amestec de argon și clor, este posibilă o reacție în fază gazoasă cu formarea de ArCl. Tot cu multe substanțe, între moleculele cărora acționează legăturile de hidrogen (apă, fenol, hidrochinonă și altele), formează compuși de incluziune (clatrați), unde atomul de argon, ca un fel de „oaspete”, se află în cavitatea formată în rețeaua cristalină de către moleculele substanței - proprietar.

Bombardamentul cu electroni nu provoacă depunere decât dacă energia depășește sute de eV datorită faptului că transferul de energie cinetică de la electronii ușoare la atomii țintă de multe ordine mai grele este foarte ineficient. Pentru a bombarda suprafața, se folosesc ionii deoarece energia lor cinetică poate fi destul de mare în câmpuri electrice.

Energia de prag pentru procesul de pulverizare este complet independentă de material și de bomba de gaz, deoarece acesta nu este în esență un proces în două părți, dar, evident, atomii vecini joacă un rol semnificativ. De fapt, poate fi pulverizat chiar și atunci când ionii sunt accidente cu cădere normală la suprafață, iar fenomenul se explică printr-o modificare a impulsului de peste 90 sau din cauza atomilor vecini. Procesele cu o singură coliziune apar numai în cazul bombardării oblice de suprafață.

Compusul CU(Ar)O este derivat din combinația de uraniu cu carbon și oxigen CUO. Este probabil să existe compuși cu legături Ar-Si și Ar-C: FArSiF3 și FArCCH.

Obține argon

Atmosfera pământului conține 66 1013 tone de argon. Această sursă de argon este inepuizabilă, mai ales că aproape tot argonul revine mai devreme sau mai târziu în atmosferă, deoarece nu suferă modificări fizice sau chimice în timpul utilizării. Excepția o reprezintă cantitățile foarte mici de izotopi de argon cheltuiți pentru obținerea în reactii nucleare noi elemente și izotopi.

Pulverizarea este o metodă de depunere subțire a peliculelor subțiri. Tehnica este de a îndepărta materialul din țintă, care este sursa, și de a-l plasa pe un substrat, cum ar fi o placă de siliciu. Reconstrucția este îndepărtarea materialului depus în timpul depunerii de către ioni sau atomi aleatori pe un substrat. Atomii pulverizați țintă au o distribuție mare de energie de la fracții eV la zeci de eV. Atomii pulverizați, dacă presiunea este suficient de scăzută, pot călători în linie dreaptă departe de țintă, lovindu-se de substrat sau de camera de vid, ceea ce poate provoca reepuizarea.

Argonul este produs ca produs secundar al separării aerului în oxigen și azot. De regulă, se folosesc aparate de separare a aerului de dublă rectificare, constând dintr-o coloană inferioară de înaltă presiune (separare preliminară), o coloană superioară presiune scăzutăşi condensator-evaporator intermediar. În cele din urmă, azotul este îndepărtat de sus, iar oxigenul este îndepărtat din spațiul de deasupra condensatorului.

Precauții pentru utilizare

Rețineți că ionii sunt nesemnificativi în comparație cu atomii neutri; doar o mică fracțiune de atomi de ordinul a 01% este de fapt ionizată. La presiuni mai mari, atomii se ciocnesc cu atomii de gaz care acționează ca un moderator și se mișcă difuz, ajungând în substrat sau în camera de vid și condensând, făcând o cale stocastică. Variând presiunea în timpul procesului, puteți trece de la balistic la balistic la balistic rachete balistice cu energie scăzută. Gazul folosit pentru pulverizare este de obicei un gaz inert, cum ar fi argonul.

Compoziția fracției de argon: 10...12% argon, până la 0,5% azot, restul este oxigen. În coloana „argon”, atașată la aparatul principal, se obține argonul cu un amestec de 3 ... 10% oxigen și 3 ... 5% azot.

Pentru un transfer eficient de impuls, greutatea atomică a gazului utilizat trebuie să fie similară cu cea a materialului țintă, deci pentru depunerea prin pulverizare a materialului ușor se preferă neonul, în timp ce pentru materialele grele se poate folosi Krypton sau Xenon. În practică, argonul este folosit de obicei din motive economice, fiind mult mai ieftin decât alte gaze nobile.

Gazele reactive pot fi, de asemenea, folosite pentru a precipita compuși. În acest caz, legătura se poate forma fie de-a lungul căii, fie de-a lungul substratului, în funcție de parametrii procesului. Faptul că mulți parametri determină caracteristicile filmului depus face procesul complex, dar permite și specialiștilor să crească filme specifice cu proprietăți microstructurale.

La scară industrială, argonul este acum produs cu o puritate de până la 99,99%. Argonul este extras și din deșeurile de producție de amoniac - din azotul rămas după ce cea mai mare parte a fost legată de hidrogen.

Argon depozitat și transportat în butelii de 40 l, vopsit în gri cu o dungă verde și o inscripție verde. Presiunea din ele este de 150 atm. Transportul argonului lichefiat este mai economic, pentru care se folosesc vase Dewar și rezervoare speciale. Radioizotopi artificiali ai argonului s-au obținut prin iradierea anumitor stabili și izotopi radioactivi(37Cl, 36Ar, 40Ar, 40Ca) de către protoni și deuteroni, precum și prin iradierea cu neutroni a produșilor formați în reactoare nucleareîn timpul descompunerii uraniului. Izotopii 37Ar și 41Ar sunt utilizați ca trasori radioactivi: primul este în medicină și farmacologie, al doilea este în studiul fluxurilor de gaze, eficiența ventilației și în diverse cercetare științifică. Dar, desigur, aceste aplicații ale argonului nu sunt cele mai importante.

Pulverizarea este folosită în mod obișnuit de industria semiconductoarelor pentru a depune pelicule subțiri din diferite materiale, cum ar fi wolfram, aluminiu, titan, cupru etc. deoarece temperatura substratului poate fi scăzută, aceasta este o metodă ideală pentru contactele metalice din dispozitivele electronice. Aplicațiile importante sunt straturile anti-reflex pe lentile, care sunt implementate în mod obișnuit cu această tehnică. Placarea recipientelor din plastic este, de asemenea, efectuată în mod obișnuit cu această tehnică.

Suprafața hard disk-ului este alcătuită din oxid de crom sau din alte materiale care au fost întotdeauna cultivate folosind aceeași tehnologie. Un avantaj important al aplicării prin pulverizare este că pot fi pulverizate chiar și materiale cu puncte de topire foarte mari, ceea ce este practic imposibil cu evaporarea termică. Filmele pulverizate au o compoziție foarte asemănătoare cu cea a sursei. Diferența posibilă se datorează difuziei diferite de la țintă la țintă, deoarece materialele mai ușoare sunt mai ușor aruncate de gaz, dar orice diferență de compoziție nu se modifică în timpul depunerii.

Aplicarea argonului

Atmosfera pământului conține 66.1013 tone de argon. Argonul este produs ca produs secundar al separării aerului în oxigen și azot. Volatilitatea argonului este mai mare decât cea a oxigenului, dar mai mică decât cea a azotului. Prin urmare, fracția de argon este luată într-un punct situat aproximativ la o treime din înălțimea coloanei superioare și deviată către o coloană specială. Compoziția fracției de argon: 10-12% argon, până la 0,5% azot, restul este oxigen. În coloana „argon” atașată la aparatul principal, argonul este produs cu un amestec de 3-10% oxigen și 3-5% azot. Aceasta este urmată de purificarea argonului „brut” din oxigen (prin mijloace chimice sau adsorbție) și din azot (prin distilare).

Filmele pulverizate au de obicei o aderență mult mai bună la substratul filmului evaporat. În plus, ținta conține o cantitate mare de material și, prin urmare, foarte rar materialul țintă trebuie actualizat, iar acest lucru face posibilă utilizarea acestei metode chiar și în vid foarte mare. Sursele de pulverizare nu conțin părți fierbinți și sunt compatibile cu gazele reactive precum oxigenul. Deși evaporarea trebuie făcută întotdeauna de jos în sus, pulverizarea se poate face și de sus în jos, evitându-se astfel depunerea de praf pe substraturi în timpul procesului de depunere.

Fiind cel mai accesibil și relativ ieftin gaz inert, argonul a devenit un produs produs în masă, mai ales în ultimele decenii. Cea mai mare parte a argonului produs merge către metalurgie, prelucrarea metalelor și unele industrii conexe.

Într-un mediu cu argon, se desfășoară procese în care este necesar să se excludă contactul metalului topit cu oxigenul, azotul, dioxidul de carbon și umiditatea aerului. Mediul argon este utilizat la prelucrarea la cald a titanului, tantalului, niobiului, beriliului, zirconiului, hafniului, wolframului, uraniului, torii, precum și Metale alcaline. Plutoniul este prelucrat într-o atmosferă de argon și se obțin unii compuși de crom, titan, vanadiu și alte elemente (agenți reducători puternici).

Nu există nicio problemă cu materialele, deoarece acest lucru se întâmplă în timpul evaporării. Procesul de pulverizare este compatibil cu procese speciale, cum ar fi creșterea epitaxială. Dezavantajele sunt că procesul este mai dificil de combinat cu tehnologia de ridicare folosită pentru modelarea filmelor în plan, deoarece transportul difuz, cu spray, face imposibilă o umbră perfectă. De fapt, neputând limita complet locul în care se află atomii, pot apărea probleme de contaminare. Este dificil de controlat creșterea strat după strat.

Necesar în economie „leneș”

În plus, în matricea filmului de pulverizare, atomii de gaz inert utilizați pentru plasmă sunt încorporați în structură și sunt imperfecți. Pe măsură ce ionii își dau impuls atomilor aflați pe suprafața țintei, ei devin volatili și sunt transportați sub formă de vapori către substrat, unde sunt depuși ca o peliculă metalică. Prin furnizarea unei diferențe de potențial, „electronii liberi” se vor accelera departe de sarcina catodică negativă. Ei se vor ciocni cu atomii de Argon pe drumul lor și vor putea să-i ionizeze lovind un electron, care va ataca un alt atom de Argon și va crea o plasmă pentru procesul în lanț. Radiația atomilor care nu au fost ionizați, ci excitați, determină luminozitatea descărcării. Intri în cameră în argon, care este un gaz inert. . Pulverizarea țintei și depunerea în afara axei.

Epurare argon incluziunile de gaz sunt îndepărtate din acesta prin oțel lichid. Acest lucru îmbunătățește proprietățile metalului. Sudarea cu arc într-un mediu cu argon este din ce în ce mai utilizată. Într-un jet de argon, pot fi sudate produse cu pereți subțiri și metale care anterior erau considerate dificil de sudat.

Arcul electric într-o atmosferă de argon a revoluționat tehnicile de tăiere a metalelor. Procesul a fost foarte accelerat, a devenit posibilă tăierea foilor groase din cele mai refractare metale. Argonul suflat de-a lungul coloanei arcului (amestecat cu hidrogen) protejează marginile tăiate și electrodul de wolfram de formarea de oxid, nitrură și alte pelicule. În același timp, comprimă și concentrează arcul pe o suprafață mică, ceea ce face ca temperatura din zona de tăiere să ajungă la 4000-6000°C. În plus, acest jet de gaz elimină produsele de tăiere. La sudarea într-un jet de argon, nu este nevoie de fluxuri și acoperiri cu electrozi și, prin urmare, de curățarea cusăturii de zgură și reziduuri de flux.

Atomii deplasați se ciocnesc cu substratul, formând o peliculă extrem de subțire. De regulă, formarea filmului constă din cinci procese ulterioare de transfer de material la suprafață, absorbția precursorilor, difuzia de suprafață, nuclearea și creșterea insulelor și creșterea continuă a filmului. Uneori se întâmplă ca numărul de mișcări ale precursorilor să fie atât de mare încât acestea să fie implantate în substrat. Rata de depunere depinde de distanța țintei de substrat. . Pulverizarea este asociată cu transferul de impuls de la particulele accidentale la atomul solid al țintei.

Dorința de a folosi proprietățile și capacitățile materialelor ultrapure este una dintre tendințele tehnologiei moderne. Ultra-puritatea necesită medii de protecție inerte, desigur, și pure; Argonul este cel mai ieftin și mai accesibil dintre gazele nobile.

Caracteristicile argonului

Tipuri de sudare cu argon

Argonul se referă la gaze inerte care nu interacționează chimic cu metalul și nu se dizolvă în el. Gazele inerte sunt utilizate pentru sudarea metalelor reactive (titan, aluminiu, magneziu etc.), precum și în toate cazurile când este necesară obținerea de suduri omogene ca compoziție cu metalul de bază și de adaos (oțeluri înalt aliate etc.). .). Gazele inerte asigură protecție arcului și metalului care urmează să fie sudat fără niciun efect metalurgic asupra acestuia.

Pentru ca acest transfer să fie semnificativ, particulele accidentale trebuie să aibă cel puțin o masă comparabilă cu cea a atomului țintă. Dependența de hrănire. Alte contribuții sunt dependența de energia de legare interatomică a țintei și unghiul de incidență. Din considerente geometrice, este clar că incidența oblică a ionilor care vizează ținta crește randamentul pulverizarii. La incidență neperpendiculară, coliziunile mai ușoare dau o componentă directă a vitezei de la țintă la atomii țintă. Este aproximativ liniar pentru o anumită energie, după care tinde spre o asimptotică orizontală.

Argonul pur gazos este utilizat în trei grade: superior, primul și al doilea. Conținutul de argon este de 99,99%, respectiv; 99,98%; și 99,95%. Impurități - oxigen (

La astfel de energii, ionii pătrund atât de adânc încât energia nu mai este transferată. straturi de suprafață, dar se află în straturile subiacente; astfel încât atomii nu au nicio șansă să iasă din țintă. Așa funcționează un alt proces: implantarea ionică. Doar atomii din straturile superioare pot obține suficientă energie pentru a fi emise. Pe lângă depunere, ionul incident provoacă deplasarea atomilor, iar unii ioni sunt chiar implantați în țintă. Acești ioni implantați pot fi apoi emiși din probă ca atomi pulverizați și chiar pe substrat.

Electronii pot fi, de asemenea, excluși din țintă. Doar o mică parte din energia ionică este folosită pentru pulverizare, restul este disipat atunci când atomii se mișcă în interiorul țintei, ceea ce duce la supraîncălzire. Din acest motiv, țintele sunt răcite în timpul procesului. Dacă sistemul de răcire este insuficient, creșterea temperaturii poate provoca amestecarea țintei sau a suportului! Un defect în procesul de pulverizare este o distribuție unghiulară mare a atomilor care acționează la suprafață din cauza impactului atomilor care provin de la țintă și gaz.

Sudarea cu arc cu argon- sudarea cu arc, în care argonul este folosit ca gaz de protecție. Aplicați sudarea cu arc cu argon cu tungsten neconsumabil și electrozi consumabili. Sudarea poate fi manuală și automată. Sudarea cu arc cu argon cu un electrod de tungsten este proiectată pentru sudarea îmbinărilor cap la cap, tee și colț. Sudarea cu electrozi consumabili este utilizată pentru sudarea metalelor neferoase (Al, Mg, Cu, Ti și aliajele acestora) și a oțelurilor aliate.

Proprietățile chimice și fizice ale gazului argon

Această distribuție unghiulară este o problemă tehnologică atunci când zonele metalice trebuie să fie foarte înguste și înguste: pe măsură ce filmul crește treptat, tinde să închidă orificiul superior, prevenind contactul dintre straturile de sus și de jos. Distribuția unghiulară a unui film tipic este prezentată în figura de mai jos. Apropierea țintei de substrat reduce probabilitatea impactului, dar distribuția unghiulară nu se schimbă semnificativ, Fig. Deoarece necesitatea de a avea o uniformitate bună a pulverizării implică faptul că există o mică separare între țintă și substrat, ceea ce reduce impactul cu moleculele de gaz.

Argonul este utilizat în sudarea cu plasmă ca gaz de plasmă. În sudarea cu microplasmă, majoritatea metalelor sunt sudate în moduri continue sau pulsate, cu un arc de polaritate directă care arde între electrodul de tungsten al pistolului cu plasmă și piesa de prelucrat într-un jet de gaz inert care formează plasmă - (cel mai adesea) argon.

Sudarea cu arc cu argon

Sudarea cu arc, în care argonul este folosit ca gaz protector.

Chiar și în acest caz, atomii captează suprafața cu o distribuție unghiulară mare. Pentru a reduce distribuția unghiulară, presiunea poate scădea sub 1 Pa, ceea ce determină un ușor efect de împrăștiere a gazului. În cazul în care sunt umplute contacte apropiate, în unele cazuri este utilizat un colimator care limitează fluxul de atomi într-un interval unghiular de -5° în jurul normalului, așa cum se arată în figură.

Acest studiu extinde modelul regiunilor de creștere introduse pentru filmele evaporate. Thornton introduce o nouă zonă numită T, care este observată pentru argonul de joasă presiune și este caracterizată prin boabe fibroase dens. Punctul cheie al acestei extinderi a modelului este accentul pus pe presiunea p, care este considerată a fi un parametru important pentru proces. Motivul pentru care presiunea joacă un rol semnificativ se datorează faptului că atomii părăsesc substratul cu un nivel ridicat energie kinetică, iar presiunea prin calea mediului liber determină energia cu care ajung la suprafața unde crește pelicula.

GOST 2601-84 Sudarea metalelor. Termeni și definiții ale conceptelor de bază (cu amendamentele nr. 1, 2)

ISO 14555:1998 Sudare. Sudarea cu arc a știfturilor din materiale metalice

Argonul ocupă locul trei în ceea ce privește conținutul în aer (după azot și oxigen), el reprezintă aproximativ 1,3% din masă și 0,9% din volumul atmosferei terestre.

Un alt parametru care determină tendința filmului este temperatura de depunere. Deoarece depunerea prin pulverizare este încadrată în plasma care susține plasma, pe lângă atomii neutri, există și sarcini specifice care dăunează suprafeței pe care este crescută pelicula, iar această componentă poate avea un efect semnificativ. Motivul depinde de parametrii structurali, cum ar fi orientarea preferată a cristalitului și starea de stres rezidual.

Portul țintă funcționează ca catod și portul substrat ca anod. Această metodă permite doar filmelor conductoare să se evapore. Una dintre variantele procesului este utilizarea unui al treilea electrod: un anod, o țintă, ca înainte și o sursă suplimentară de electroni. Camera este menținută la presiunea scăzută necesară, iar electronii sunt creați dintr-o sursă de căldură separată în filament. Electronii sunt accelerați până la anod, ionizând succesiv gazul. Acest proces se numește descărcare asistată de electroni deoarece are loc în prezența unui număr mare de electroni generați de un filament fierbinte care oferă o plasmă puternic ionizată.

Argonul gazos este depozitat și transportat în cilindri de oțel (conform GOST 949-73). Cilindrul cu argon pur este vopsit în gri, cu inscripția „Argon pur” în verde.

Istoria descoperirilor

Argonul este unul dintre gazele nobile, iar istoria este plină de momente cu adevărat dramatice. În 1785, chimistul și fizicianul englez G. Cavendish a descoperit un gaz nou în aer, care era neobișnuit de stabil din punct de vedere chimic. Acest gaz a reprezentat aproximativ o sută douăzeci din volumul de aer. Dar ce fel de gaz, Cavendish nu a reușit să afle.

Această experiență a fost amintită 107 ani mai târziu, când John William Strutt (Lord Rayleigh) a dat peste aceeași impuritate, observând că azotul din aer era mai greu decât azotul eliberat din compuși. Negăsind o explicație de încredere pentru anomalie, Rayleigh, prin jurnalul Nature, a apelat la colegii săi naturaliști cu o propunere de a gândi împreună și de a lucra la dezlegarea cauzelor acesteia...

Doi ani mai târziu, Rayleigh și W. Ramsay au descoperit că în azotul din aer există într-adevăr un amestec de gaz necunoscut, mai greu decât azotul. Gazul s-a comportat paradoxal: nu a reactionat cu clorul, metalele, acizii, alcalinele, i.e. era complet inert din punct de vedere chimic. Și încă o surpriză: Ramsay a demonstrat că molecula acestui gaz este formată dintr-un atom - și până atunci, gazele monoatomice erau necunoscute.

Când Rayleigh și Ramsay au făcut un anunț public despre descoperirea lor, a făcut o impresie uluitoare. Multora li s-a părut de necrezut faptul că mai multe generații de oameni de știință care au efectuat mii de analize ale aerului au trecut cu vederea componenta sa și chiar una atât de vizibilă - aproape un procent! Apropo, în această zi și oră, 13 august 1894, argonul și-a primit numele (de la grecescul „argos” - „leneș”, „indiferent”).

Nu toți chimiștii au crezut raportul despre descoperirea unui nou gaz; Mendeleev însuși s-a îndoit de el. Descoperirea argonului, se părea, ar putea duce la faptul că întreaga „clădire” a sistemului periodic se va prăbuși. Masa atomică a gazului (39,9) îl plasează între potasiu (39,1) și calciu (40,1). Dar în această parte a tabelului, toate celulele au fost mult timp ocupate. Argonul nu avea analogi în tabel; nu avea loc deloc în sistemul periodic.

Prin urmare, argonul a primit recunoaștere oficială doar un sfert de secol mai târziu - după descoperirea heliului. Acum două elemente nu au avut loc în tabelul periodic. După lungi discuții, Mendeleev și Ramsay au ajuns la concluzia că gazelor inerte ar trebui să li se atribuie un grup separat, așa-numitul zero, între halogeni și metale alcaline.

Inerția chimică a argonului (precum și a altor gaze din grupa zero) și natura monoatomică a moleculelor sale sunt explicate în primul rând prin saturația limitativă a învelișurilor de electroni.
Din subgrupul de gaze grele inerte, argonul este cel mai ușor. Este de 1,38 ori mai greu decât aerul. Devine lichid la -185,9°C, se solidifică la -189,4°C (în condiții normale de presiune). Molecula de argon este monoatomică.

Spre deosebire de heliu și neon, se absoarbe destul de bine pe suprafețe. solideși este solubil în apă (3,29 cm 3 în 100 g apă la 20°C). Argonul se dizolvă și mai bine în multe lichide organice. Dar este practic insolubil în metale și nu difuzează prin ele.

Sub influenta curent electric argonul strălucește puternic, iar astăzi strălucirea albastru-albastru a argonului este utilizată pe scară largă în tehnologia iluminatului.

Biologii au descoperit că argonul favorizează creșterea plantelor. Chiar și într-o atmosferă de argon pur, au încolțit semințe de orez, porumb, castraveți și secară. Ceapa, morcovii si salata verde germineaza bine intr-o atmosfera de 98% argon si doar 2% oxigen.

Pe Pământ și în Univers

Există mult mai mult argon pe Pământ decât toate celelalte elemente ale grupului său combinate. Conținutul său mediu în scoarța terestră (clarke) este de 0,04 g pe tonă, ceea ce este de 14 ori mai mult decât heliul și de 57 de ori mai mult decât neonul. Există argon în apă, până la 0,3 cm3 pe litru de apă de mare și până la 0,55 cm3 pe litru apa dulce. Este curios că în aerul vezicii natatoare a peștilor există mai mult argon decât în aerul atmosferic. Acest lucru se datorează faptului că argonul este mai solubil în apă decât azotul...

Principala „depozitare” a argonului terestru este atmosfera. Conținutul său (în greutate) este de 1,286%, iar 99,6% de argon atmosferic este cel mai greu izotop - argon-40. Proporția acestui izotop în argonul scoarței terestre este și mai mare. Între timp, pentru marea majoritate a elementelor luminoase, imaginea este inversată - predomină izotopii luminii.

În materia universului, argonul este chiar mai abundent decât pe planeta noastră. Este deosebit de abundent în materia stelelor fierbinți și a nebuloaselor planetare. Se estimează că în spațiu există mai mult argon decât clor, fosfor, calciu, potasiu - elemente care sunt foarte frecvente pe Pământ.

Cum se extrage argonul

Atmosfera terestră conține 66 . 1013 tone de argon. Această sursă de gaz este inepuizabilă. În plus, aproape tot argonul revine mai devreme sau mai târziu în atmosferă, deoarece nu suferă modificări fizice sau chimice în timpul utilizării. Excepție fac cantitățile foarte mici de izotopi de argon, care sunt folosite pentru a produce noi elemente și izotopi în reacțiile nucleare.

Argonul este produs ca produs secundar al separării aerului în oxigen și azot. De regulă, se folosesc aparate de separare a aerului de dublă rectificare, constând dintr-o coloană inferioară de înaltă presiune (separare preliminară), o coloană superioară de joasă presiune și un condensator evaporator intermediar. În cele din urmă, azotul este îndepărtat de sus, iar oxigenul este îndepărtat din spațiul de deasupra condensatorului.

Volatilitatea argonului este mai mare decât cea a oxigenului, dar mai mică decât cea a azotului. Prin urmare, fracția de argon este luată într-un punct situat aproximativ la o treime din înălțimea coloanei superioare și deviată către o coloană specială. Compoziția fracției de argon: 10-12% argon, până la 0,5% azot, restul este oxigen. În coloana „argon” atașată la aparatul principal, argonul se obține cu un amestec de 3-10% oxigen și 3-5% azot. Aceasta este urmată de purificarea argonului „brut” din oxigen (chimic sau prin adsorbție) și din azot (rectificare). LA scara industriala acum primiți argon cu o puritate de până la 99,99%. Argonul este extras și din deșeurile de producție de amoniac - din azotul rămas după ce cea mai mare parte a fost legată de hidrogen.

DEFINIȚIE

Argon - element chimic aparținând clasei gazelor inerte (nobile). Este situat în a treia perioadă din grupa VIII A a subgrupului, dacă te uiți la tabelul cu perioade scurte, sau în grupa a 18-a, dacă tabelul cu perioade lungi.

Denumirea - Ar. Aparține familiei de elemente p. Numărul de serie este 18. Greutatea atomică este de 39,948 amu.

Structura electronică a atomului de argon

Atomul de argon este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv (+18), format din 18 protoni și 22 de neutroni, în jurul căruia se mișcă 18 electroni pe 3 orbite.

Fig.1. Structura schematică a atomului de argon.

Distribuția electronilor pe orbite este următoarea:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 .

Extern nivel de energie atomul de argon este complet completat - 8 electroni. Diagrama energetică a stării fundamentale ia următoarea formă:

Stare emoționată în ciuda prezenței unui loc vacant 3 d Nu există orbital, de aceea neonul este clasificat drept gaz inert. Este inactiv din punct de vedere chimic.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Care sunt toate numerele cuantice pentru electronii care sunt pe 4 s- subnivel?
Soluţie	Fiecare electron poate fi caracterizat printr-un set de patru numere cuantice: principal, care este determinat de numărul de nivel, orbital, care este determinat de numărul de subnivel, magnetic și spin. Pe s- subnivelul nivelului 4 are doi electroni:

Argon

ARGON-A; m.[din greacă. argon - inactiv]. Element chimic (Ar), un gaz inert, fără culoare și miros, care face parte din aer (utilizat pentru umplerea lămpilor electrice, în metalurgie, chimie etc.).

argon

(lat. Argon), un element chimic din grupa VIII a sistemului periodic, aparține gazelor nobile. Numele provine din grecescul argos - inactiv. Densitate 1,784 g/l, t kip -185,86ºC. Este folosit ca mediu inert la sudarea aluminiului și a altor metale și la producerea de substanțe ultrapure, pentru umplerea lămpilor electrice și a tuburilor cu descărcare în gaz (strălucire albastru-albastru).

ARGON

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

Sinonime:

Vedeți ce este „argon” în alte dicționare:

Argon fictiv rasă umanăîn seria X de computere de la Egosoft. Argon pilot Cuprins 1 Istorie ... Wikipedia

- (greacă). Componentă aer, deschis recent. Dicţionar cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. ARGON este un corp simplu (element chimic), descoperit de Lord Rayleigh și Ramsay în 1894. Este conținut în atmosfera ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

ARGON- (Ag), gaz nobil, inodor și incolor; la. în. 39,88; bate în. (aer=1) 1,3775; apa se dizolva 4% din volum A.; ca element al grupului zero al periodicelor. sisteme cu argon în chimie. conexiunea nu intră. A. este cuprinsă în cantitate. 0,937 procente în volum... Marea Enciclopedie Medicală

- (Argon), Ar, element chimic din grupa VIII a sistemului periodic, număr atomic 18, masă atomică 39,948; se referă la gazele nobile. Argonul a fost descoperit de oamenii de știință englezi J. Rayleigh și W. Ramsay în 1894... Enciclopedia modernă

- (simbol Ar), un gaz monoatomic, incolor, inodor, cel mai comun dintre GAZELE NOBILE (inert). A fost descoperit în aer de Lord Raleigh și Sir William Ramsey în 1894. El reprezintă 0,93% din volumul atmosferei și 99,6% din această cantitate... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Chim. al optulea element. sistemul periodic al lui Mendeleev, numărul de serie 18, la. în. 39.944. Chim. inerţia a dus la starea lui liberă şi la un conţinut semnificativ. în atmosferă (0,933% din volum). A. atmosferic este format din trei stabile ...... Enciclopedia Geologică

Argon- (Argon), Ar, element chimic din grupa VIII a sistemului periodic, număr atomic 18, masă atomică 39,948; se referă la gazele nobile. Argonul a fost descoperit de oamenii de știință englezi J. Rayleigh și W. Ramsay în 1894. ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

- (lat. Argon) Ar, un element chimic din grupa VIII a sistemului periodic, număr atomic 18, masă atomică 39,948, aparține gazelor nobile. Numele provine din grecescul argos inactiv. Densitate 1,784 g/l, fierbere = 185,86.C. Folosit ca inert... Dicţionar enciclopedic mare

ARGON, a, soț. Un element chimic, un gaz inert, incolor și inodor, care dă o strălucire albăstruie în lămpile electrice și tuburile de iluminat. | adj. argon, o, o. Dicţionar Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Şvedova. 1949 1992... Dicționar explicativ al lui Ozhegov

Exist., număr de sinonime: 2 gaz (55) element (159) Dicționar de sinonime ASIS. V.N. Trishin. 2013... Dicţionar de sinonime

argon- a, m. argon gr. argos inactiv, letargic. Un element chimic din grupul gazelor inerte: un gaz incolor, inodor, care dă o strălucire albăstruie atunci când este utilizat în lămpile electrice. Krysin 1998. Lex. Ush. 1940: argou/n... Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse

Cărți

Furtuna de la miezul nopții, Dewal Ashley. Cu un secol în urmă, cele trei regate din Kalahari - Eridanus, Damnum și Woodstone - s-au unit împotriva unui inamic comun și au câștigat într-o luptă aprigă. Dar, într-o sută de ani, multe au fost șterse din memorie și lumea din nou...

Lichid

Argon - gaz pentru industrie

Argonul este un gaz care a fost descoperit de doi oameni de știință Ramsay și Rayleigh în 1894. După mai multe experimente, oamenii de știință au reușit să izoleze gazul argon din azot. Argonul și-a primit numele datorită inerției sale. Argonul interacționează prost și reacționează cu alte gaze, pentru care și-a primit numele (tradus din greacă, argonul este inactiv, lent). Argonul este un gaz monoatomic simplu, incolor, inodor și fără gust, care este prezent în aer în cantități mici.

Proprietățile chimice și fizice ale gazului argon

Deoarece aerul este o sursă inepuizabilă de gaze precum oxigenul, azotul și argonul, gazul argon este obținut din aer în industrie. În cele mai multe cazuri, se obține o cantitate mare de argon în timpul reacțiilor de producere a oxigenului și azotului industrial. Ca rezultat al reacțiilor chimice asociate cu încălzirea și distilarea, oxigenul, azotul sunt eliberați și se obține argonul gazos ca produs secundar. Există trei grade de puritate a argonului pentru nevoile industriale. În primul grad, puritatea conținutului de argon este de 99,99%, în al doilea - 99,98% și în al treilea - 99,95%. Azotul sau oxigenul pot acționa ca impurități în argon. Acest gaz trebuie depozitat în butelii speciale de presiune. Argonul lichid este stocat în rezervoare speciale Dewar cu cu pereți dubli umplut cu vid. Se recomanda transportul argonului in aceleasi containere, cu respectarea tuturor regulilor si masurilor de siguranta.

Aplicație argon găsite în multe zone. A fost folosit cu succes în industria alimentară ca gaz de ambalare, ca agent de stingere a incendiilor, în medicina pentru purificarea aerului și anestezie și în laserele cu argon. Cu toate acestea, acest gaz a primit cea mai mare și cea mai bună utilizare în lucrările de sudare. Folosind sudarea cu argon, puteți lucra cu metale dure precum zirconiu, titan, molibden și altele. Foarte des, la sudare, se folosește un amestec special de argon cu oxigen sau dioxid de carbon.

Numărul atomic 18, masa atomică 39.948. Concentrația volumică de argon în aer este de 0,9325% vol. sau 1,2862% în greutate. Argonul este mai greu decât aerul, densitatea 1,78 kg/m3 la temperatură zero și presiune normală. Punct de fierbere -185,85°C. Are un potențial de ionizare scăzut de 15,7 V. Argonul nu formează compuși chimici cu majoritatea elementelor, cu excepția unor hidruri. În metale, argonul, atât în stare lichidă, cât și în stare solidă, este insolubil. În condiții normale, este un gaz incolor, neinflamabil, neotrăvitor, inodor și fără gust. Formula chimica- Ar.

Argonul este extras ca produs secundar, atunci când oxigenul și azotul sunt obținute din aer prin metoda de rectificare la temperatură joasă (vezi)

Argonul a fost descoperit John William Strutt (Ioanstrutt)și Sir William Ramsay(Sir William Ramsay) într-un studiu obținut din aer prin mijloace chimice. Discrepanța dintre densitatea acestui gaz în diferite moduri de obținere i-a determinat pe acești oameni de știință la ideea prezenței în aer a unui fel de grea, care a fost izolat de ei în 1894 și numit argon, care este tradus din greacă ca „leneș”, „lent”, „inactiv” .

Cel mai comun argon aplica:

ca gaz care formează plasmă la plasmă și;
pentru deplasarea oxigenului și umidității din ambalaj în timpul depozitării Produse alimentare, care le mărește termenul de valabilitate (aditiv alimentar E938);
ca gaz de stingere a incendiilor în unele sisteme de stingere a incendiilor.

În producția de sudare, argonul gazos este utilizat ca mediu de protecție la sudarea metalelor active și rare (titan, zirconiu și niobiu) și aliaje pe bază de acestea, aliaje de aluminiu și magneziu, precum și aliaje rezistente la coroziune crom-nichel, rezistente la căldură, oţeluri aliate de diferite calităţi.

Pentru sudarea metalelor feroase, argonul este de obicei folosit în amestec cu alte gaze -, sau.

Argonul, fiind mai greu decât aerul, protejează mai bine metalul cu jetul său atunci când sudează în poziția inferioară. Răspândit pe suprafața produsului de sudat, protejează destul de mult timp o zonă destul de largă și extinsă atât din metal topit, cât și încălzit în timpul sudării.

Utilizarea argonului face posibilă creșterea temperaturii, ceea ce îmbunătățește penetrarea, crescând productivitatea sudurii în general. În acest caz, pătrunderea capătă o formă de „pumnal”, ceea ce face posibilă efectuarea sudării într-o singură trecere într-o canelură din metal de grosimi mari. La sudarea într-un mediu cu argon (precum și altele), arderea elementelor active de aliere este minimizată, ceea ce permite utilizarea celor de sudare mai ieftine.

La sudare, argonul servește ca protecție nu numai pentru bazinul de sudură efecte nocive aer, precum și protecție inertă a capătului electrodului.

Deși, în general, argonul este folosit mult mai des decât, totuși, la sudarea tablei de aluminiu cu o grosime mai mică de 6 mm, se recomandă amestecarea argonului cu heliu pentru a asigura conductivitatea termică dorită. În unele cazuri, amestecurile de argon-heliu sunt folosite pentru a aprinde arcul, după care sudarea are loc în prezența heliului. Această metodă este utilizată pentru sudarea tablelor groase de aluminiu cu un electrod de wolfram la curent continuu.

Argonul nu are un efect periculos asupra mediului, dar aparține asfixianților (gaz sufocant). Deoarece gazul argon este mai greu decât aerul, se poate acumula în zonele slab ventilate de lângă podea. Acest lucru reduce conținutul de oxigen din aer, ceea ce provoacă deficiență de oxigen și sufocare.

Argonul lichid este un lichid cu punct de fierbere scăzut care poate provoca degerături pe piele și leziuni ale membranelor mucoase ale ochilor.

Argonul gazos și lichid este furnizat de. Argonul gazos este depozitat și transportat în cilindri de oțel la o presiune de 15 MPa.

Cilindrii de oțel trebuie să respecte GOST 949. vopsit în gri cu o dungă verde și o inscripție verde „ARGON PURE”.

De asemenea, este posibil să se transporte argon în formă lichidă în rezervoare speciale sau vase Dewar cu gazeificarea ulterioară.

Argon

ARGON

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

Sinonime:

Vedeți ce este „argon” în alte dicționare:

- (greacă). O componentă a aerului, descoperită recent. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. ARGON este un corp simplu (element chimic), descoperit de Lord Rayleigh și Ramsay în 1894. Este conținut în atmosfera ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Compusul CU(Ar)O este derivat din combinația de uraniu cu carbon și oxigen CUO. Este probabil să existe compuși cu legături Ar-Si și Ar-C: FArSiF3 și FArCCH.

Obține argon

Atmosfera pământului conține 66 1013 tone de argon. Această sursă de argon este inepuizabilă, mai ales că aproape tot argonul revine mai devreme sau mai târziu în atmosferă, deoarece nu suferă modificări fizice sau chimice în timpul utilizării. Excepție fac cantitățile foarte mici de izotopi de argon, care sunt folosite pentru a produce noi elemente și izotopi în reacțiile nucleare.

Argonul este produs ca produs secundar al separării aerului în oxigen și azot. De regulă, se folosesc aparate de separare a aerului de dublă rectificare, constând dintr-o coloană inferioară de înaltă presiune (separare preliminară), o coloană superioară de joasă presiune și un condensator evaporator intermediar. În cele din urmă, azotul este îndepărtat de sus, iar oxigenul este îndepărtat din spațiul de deasupra condensatorului.

Argon depozitat și transportat în butelii de 40 l, vopsit în gri cu o dungă verde și o inscripție verde. Presiunea din ele este de 150 atm. Transportul argonului lichefiat este mai economic, pentru care se folosesc vase Dewar și rezervoare speciale. Radioizotopii artificiali ai argonului au fost obținuți prin iradierea anumitor izotopi stabili și radioactivi (37Cl, 36Ar, 40Ar, 40Ca) cu protoni și deuteroni, precum și prin iradierea produselor formate în reactoarele nucleare în timpul descompunerii uraniului cu neutroni. Izotopii 37Ar și 41Ar sunt utilizați ca trasori radioactivi: primul în medicină și farmacologie, al doilea în studiul fluxurilor de gaze, eficiența ventilației și în diferite studii științifice. Dar, desigur, aceste aplicații ale argonului nu sunt cele mai importante.

Aplicarea argonului

Într-un mediu cu argon, se desfășoară procese în care este necesar să se excludă contactul metalului topit cu oxigenul, azotul, dioxidul de carbon și umiditatea aerului. Mediul argon este utilizat în prelucrarea la cald a titanului, tantalului, niobiului, beriliului, zirconiului, hafniului, wolframului, uraniului, torii și, de asemenea, metale alcaline. Plutoniul este prelucrat într-o atmosferă de argon și se obțin unii compuși de crom, titan, vanadiu și alte elemente (agenți reducători puternici).

Caracteristicile argonului

Tipuri de sudare cu argon

Argonul pur gazos este utilizat în trei grade: superior, primul și al doilea. Conținutul de argon este de 99,99%, respectiv; 99,98%; și 99,95%. Impurități - oxigen (

Sudarea cu arc cu argon

Sudarea cu arc, în care argonul este folosit ca gaz protector.

GOST 2601-84 Sudarea metalelor. Termeni și definiții ale conceptelor de bază (cu amendamentele nr. 1, 2)

ISO 14555:1998 Sudare. Sudarea cu arc a știfturilor din materiale metalice

Cea mai înaltă calitate produsă de fabrica noastră este certificată de Agenția Națională de Control al Sudării (NAKS), care confirmă cea mai înaltă calitate a gazului. Folosind-o atunci când sudați în producția dvs., puteți fi complet liniștit cu privire la calitatea și fiabilitatea sudurii din produsul rezultat!

ARGON- un element chimic, este un gaz inert (nobil), nu are culoare, miros si gust.

are următoarele caracteristici principale:

densitate argon gazos- 1,784 kg/m3 la 0 C si 760 mmHg
punct de fierbere, deg. C - minus 186
punct de topire, deg. C - minus 189
temperatura de condensare, deg. C - minus 185,9
temperatura de cristalizare, deg. C - minus 189,4

În industrie argon se obtine din atmosfera prin separarea aerului in componentele sale: oxigen si azot. Deoarece aerul de pe Pământ este inepuizabil, se poate argumenta că argonul este, de asemenea, conținut în atmosferă în cantități nelimitate. Din moment ce argonul nu intră în reacții chimice, apoi după utilizare revine înapoi în atmosferă, făcând un fel de „ciclu”.

Zona de aplicare argon suficient de lat:

în lămpi cu incandescență (pentru a încetini evaporarea wolframului din bobină)
ca mediu de protecție al bazinului de sudură (în timpul sudării cu arc, laser etc.)
în generatoare de plasmă - plasmatrons, ca generator de plasmă (pentru prelucrarea, sudarea și tăierea metalelor sau ca sursă de căldură)
în ferestre cu geam dublu (pentru a reduce semnificativ conductivitatea termică a unei ferestre cu geam dublu) - în industria alimentară, ca aditiv alimentar E938 ("gaz de ambalare") - în medicină, în timpul operațiunilor (pentru purificarea aerului într-o sală de operație ), etc.

Argonul gazos este depozitat și transportat în cilindri de oțel sub presiune de 150 atmosfere. La această presiune, o butelie standard de 40 de litri reține 6,4 m3 de gaz.

Variază în funcție de gradul de purificare. În gama de gaze tehnice SA „Moscow Gas Processing Plant” produce și vinde argon conform GOST 10157-79 al clasei următoare și cu următoarele caracteristici.