杭州諾卓テクノロジーグループ株式会社

アルゴン（記号Ar、原子番号18）は、不活性、無色、無臭、無味という特性を持つ希ガスであり、閉鎖環境や密閉された環境でも安全に使用できます。地球の大気の約0.93%を占め、ネオン（0.0018%）やクリプトン（0.00011%）などの他の希ガスよりもはるかに豊富であるため、大規模使用に適しています。アルゴンの化学的安定性は、最外殻電子殻が満たされている（価電子が8個ある）ことに由来し、高温や超高圧下でも他の元素と化合物を形成することはほとんどありません。標準温度および圧力（STP）では、アルゴンは単原子ガス（二原子酸素や窒素とは異なり、単一の原子で構成されている）として存在し、沸点は-185.8°C、凝固点は-189.3°Cです。これらの超低温は極低温での保管を必要とすることを意味しますが、絶対零度近くまで冷却しても材料と反応しないため、敏感な機器の冷却などの用途にも最適です。

アルゴンは、精密な多段階のプロセスである分留によって空気から分離されるのが最も一般的です。まず、大気はフィルター処理され、冷却を妨げたり最終製品を汚染したりする可能性のある埃、水蒸気、二酸化炭素などの不純物が除去されます。次に、浄化された空気は圧縮され、熱交換器で冷却され、最終的に -200°C に達して液体になります。この液体の空気はその後、背の高い蒸留塔に送られ、そこでゆっくりと加熱されます。空気中のさまざまなガスには独自の沸点があるため (窒素は -195.8°C (アルゴンより低い)、酸素は -183°C (アルゴンより高い))、ガスは塔のさまざまなレベルで蒸発します。窒素ガスは上部に上昇して最初に集められ、酸素は下部で液体のままです。中間の沸点を持つアルゴンは塔の中央で凝縮し、そこから吸い上げられます。収集されたアルゴンは、次に、2 番目の精製ステップに送られ、残留窒素または酸素が除去され、ハイテク用途向けの工業グレードのアルゴン (純度 99.99%) または超高純度アルゴン (純度 99.999%) が生成されます。

アルゴンの不活性な性質は、様々な産業で不可欠なものです。冶金学においては、MIG（金属不活性ガス）溶接やTIG（タングステン不活性ガス）溶接などの溶接工程において、アルゴンは重要なシールドガスとして機能します。アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどの金属の溶接に使用すると、溶接部の周囲に保護バリアを形成し、接合部の強度低下や欠陥の原因となる酸化を防ぎます。これは、自動車のフレーム、航空機部品、建築資材の製造に不可欠です。エレクトロニクス業界では、半導体の製造に超高純度アルゴンが利用されています。マイクロチップ上に薄い金属層やシリコン層を堆積させる際、アルゴンが製造チャンバー内を満たし、繊細な回路を空気中の微粒子が汚染しないようにしています。重工業以外にも、アルゴンはタングステンフィラメントの蒸発を遅らせることで白熱電球の寿命を延ばし（空気で満たされた電球に比べて寿命が2倍）、博物館の展示ケースに展示されている古代の写本や繊細な織物などの歴史的遺物を保存する役割も担っています。アルゴンは酸素の代わりになり、腐敗を防ぎます。また、食品包装にも利用されており、窒素と混合して酸素を排出することで、焼き菓子、スナック菓子、生鮮食品の鮮度を長く保ちます。

アルゴンは経済的に見て、その広範な需要と低い生産コストから、価値の高い資源です。原料は空気（無限の無料資源）であるため、分留は特に窒素や酸素の生産と組み合わせると費用対効果に優れています（多くの工場ではこれら3種類のガスを同時に生産し、経費を削減しています）。世界のアルゴン市場は年間80億ドル以上の価値があり、年間5～7%の安定した成長を遂げています。この成長を牽引しているのは、自動車（電気自動車の生産増加に伴い、より精密な溶接が必要）、エレクトロニクス（5Gや半導体製造の拡大）、再生可能エネルギー（太陽電池のコーティングにアルゴンを使用）といった産業です。より希少な希ガス（クリプトンは10～20倍、キセノンは50～100倍）とは異なり、アルゴンは手頃な価格であるため、大規模な工場でも小規模な研究室でも容易に入手できます。世界的な技術とインフラの開発が加速するにつれ、アルゴンの需要はさらに増加することが予想され、世界中の産業成長と技術革新を促進する重要な要因としての役割が強化されます。

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