在很大程度上，最便宜和最常用的真正惰性气体是氩气 (Ar)。其低成本直接源于它在地球大气层中的相对丰度，与其他稀有气体相比，其生产过程简单且经济。
氩气具有成本效益的核心原因不在于其固有特性，而在于其来源。因为它占我们呼吸的空气的近 1%，所以它可以作为大规模工业过程中分离空气以生产氧气和氮气的副产品被高效地收集。
为什么氩气在成本上占主导地位
任何工业气体的价格从根本上与其可用性和提取过程的复杂性相关。氩气在这两方面都具有天然优势。
直接来自空气
氩气是我们大气中丰度第三的气体，约占 0.93%。虽然这听起来不多，但它比任何其他稀有气体都要丰富得多。
这种大气丰度意味着生产氩气的原材料是免费且普遍可用的。
分馏的效率
氩气是通过液态空气的分馏商业化生产的。这是用于生产大量工业和医用液氮和氧气的相同工艺。
由于空气分离厂的基础设施在全球范围内已经存在，氩气本质上是一种经济的联产物。主要成本是能源，而不是采购稀有材料。
与其他气体的丰度比较
其他稀有气体的成本因其极其稀有而飙升。例如，氦气主要从天然气中提取，是一种有限的资源。氖气、氪气和氙气在大气中的含量仅为百万分之几，使得它们的提取过程更加耗能和昂贵。
更便宜的替代品：氮气“惰性”足够吗？
虽然氩气是最便宜的稀有气体，但重要的是要考虑氮气 (N₂)，它通常因其惰性特性而被使用，而且更便宜。
氮气无与伦比的成本
氮气占大气的 78%，通过与氩气相同的空气分离过程生产它非常便宜。如果应用只需要排除氧气，并且气体不需要真正不反应，那么氮气是最经济的选择。
关键区别：真正的惰性与反应性
关键区别在于氩气是稀有气体，这意味着它在几乎所有条件下都是化学惰性的。它的外层电子壳是满的，所以它不想与其他元素反应。
然而，氮气不是稀有气体。虽然它在标准温度下相对不活泼，但在高温高压条件下，它会与某些材料反应，形成称为氮化物的化合物。这对于焊接钛、镁或某些不锈钢等工艺可能是有害的。
了解权衡：何时“最便宜”不等于“最好”
选择惰性气体不仅仅是价格问题；它是将气体的特性与应用的技术要求相匹配。
用于卓越焊接的氩气
在许多 MIG 和 TIG 焊接应用中，氩气比更便宜的氮气更受欢迎。它能提供高度稳定的电弧、更好的清洁作用，并在铝、钢和钛等金属上产生更高质量、更精确的焊缝。
密度和电弧特性
氩气的密度明显大于空气。与氦气等较轻的气体相比，这使得它能够以较低的流量有效地保护焊池免受大气污染。
何时使用更昂贵的气体
尽管成本很高，但有时需要氦气。其高导热性会产生更热、流动性更好的焊池，这对于焊接铝或铜等导电金属的厚截面至关重要。通常，会使用更昂贵的氩/氦混合物来平衡成本和性能。
为您的应用做出正确的选择
您的最终决定必须在预算和成功结果所需的特定化学和物理特性之间取得平衡。
- 如果您的主要关注点是实现绝对最低成本的一般惰化： 只要不与您的材料反应，氮气是您最经济的选择，适用于储罐清洗或保护等应用。
- 如果您的主要关注点是用于焊接或敏感工艺的具有成本效益且真正无反应的气体： 氩气是行业标准，也是最便宜的稀有气体。
- 如果您的主要关注点是专业技术要求，如高导热性或低密度： 您必须超越成本，寻找氦气等气体，在这些气体中，性能证明了更高的价格是合理的。
最终，了解每种气体的基本特性是为您的特定目标选择最有效解决方案的关键。
摘要表：
| 气体 | 相对成本 | 关键特性 | 最佳用途 |
|---|---|---|---|
| 氩气 (Ar) | 低 | 真正惰性（稀有气体） | 高质量焊接、敏感工艺 |
| 氮气 (N₂) | 非常低 | 相对不活泼 | 一般惰化、储罐清洗（非反应性材料） |
| 氦气 (He) | 高 | 高导热性 | 焊接厚、导电金属（例如铝） |
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