[科普中国]-液态氮

液态氮是一种具有惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低的液体。氮构成了大气的大部分（体积比78.03%，重量比75.5%）。氮是不活泼的，不支持燃烧；但是氮是维持生命的必要元素。

用途：食品冷藏、冶金工业、洗涤及保护气、用于气体激光器、空份设备、电力输送和废物处理。

液态氮简介液态氮

氮气

NITROGEN

产品名称 执行标准 技术标准（V/V）≥ 氧含量

ppm≤ 氢含量

ppm≤ CO+CO2+CH4

ppm≤ 水份含量}1

液态氮GB/T8980-96 99.999 2 1 2 不规定水含量

性状：无色、无臭、无味、几乎完全惰性气体、氮不可燃

物性：密度1.25kg/m3（0℃、气体）、804kg/m3 (-183℃、液体)

熔点-210℃；沸点-195.8℃;临界温度-147℃；临界压力3.39Mpa

注意事项：它是一种使人窒息的气体、液氮因为低温会对人造成冻伤，所以不可与皮肤接触。

液态氮为无色、无味，不易燃烧，不会爆炸，沸点是—195.8摄氏度。

处置储存处置1.此物质是冷冻液体， 于封闭地区会产生很大的危险， 需要工程控制及防护设备， 工作人员应严格培训并告知此物质之危险性及安全使用法。

2.工作区应通风良好以避免缺氧。

3.若在封闭区域使用液态氮，应小心遵循所有安全程序。

4.安装连续式空气侦测器以决定是否适当的通风。

5.不要与不兼容物一起使用( 如镁) ，会起激烈反应。

6.装填液态氮容器的颈部避免被冰堵住。

7.小心运送装填冷冻液的容器。

8.以专用推车或手推车搬运。

9.钢瓶直于地板且固定于墙壁或柱子。

10.钢瓶不可滚、拖、丢或者让它们碰撞在一起。

11.若必须以升降机运送冷冻液， 采取适当措施以预防可能的伤害，如升降机没有其它乘客。

12. 当转换冷冻液至其它容器，接收容器须预冷，转运过程初期应缓慢， 冷冻液挥发而使接收容器变冷。

13.若要将物体放入冷冻液中，必须很缓慢以减少冷冻液沸腾或飞溅。

14.许多常用物质如碳钢、塑料和橡胶.，液态氮存在下的低温变脆而容易破裂，或收缩而使接头出现裂缝。

15. 所有装填液态氮的容器和管线应有适当释压装置以避免压力过高。

16. 须备随时可用于火灾及溢泄的紧急处理装备。

17. 查阅液态氮的相关法规。

个人防护设备呼吸防护： 1.正常情况，不须任何呼吸防护具。 2.紧急或进入未知气浓度或氧气浓度低18% 的情况时需穿戴正 压之全面型自携式呼吸防护具或正压之全面型供气式呼吸防护具以正压之自携式呼吸防护具。

手部防护：可耐低温的保温手套。眼睛防护：化学防溅护目镜、面罩。 皮肤及身体防护：可耐低温且保温的围裙或工作靴。

储存注意事项1. 检查所有新进钢瓶是否确实标示并无受损。

2.贮存区应标示清楚， 无障碍物并只允许指定或受过训的人员进入。

3.贮存区与工作区分开。

4.张贴警告标志。

5.定期检查是否破损或溢漏，

6.贮存在阴凉、干燥、通风良好、防火的地区， 远离可燃物质、腐蚀性气体、工作区、饮食区、

引火源、避免阳光直接照射。

7.贮存区不要靠近升降机、走廊、装卸区。

8.使用专为液态氮设计的贮存容器和设备。

9.远离不相容物。

10. 贮存容器避免与水气接触以免结冰而阻塞压力释放阀。

11. 贮存液态氮的容器直放于地板且固定于墙壁或柱子。

12. 充装液态氮容器(Dewar fasks)的盖子应轻轻松开，阻止空气或水气进多但可让压力释放。

13. 若装填液态氮容器的颈部被冰或结冰的空气堵塞， 依制造商的指示移除。

14. 此物质的空气重和冷会累积在低洼地区， 必须低于地面贮存。

15. 遵循所有冷冻液体贮存的法规。

相关知识一般情况下，氮是不活泼的的。当加热到非常高的温度时它会同更加活泼的金属，如锂和镁反应生成氮化物。它还会同氧反应生成氮的氧化物，而且当在有催化剂存在时它会同氢反应生成氨。

由于氮无腐蚀性，不需要特殊的建材。但是，选择的建材必须能抗液氮的低温。容器和管道系统要根据相关的压力和温度按照按照国家相关机构的标准或交通部的规定来设计。

尽管通常作为气体使用，氮一般以液态存储和运输，这样产品供应成本更低。

当氮转化成液态，就成为低温液体。低温液体是沸点温度一般在–238°F(–150°C)以下的液化气体。液氮的沸点是–320.5°F(–195.8°C)。因为产品和周围环境的温差即使是在冬天也非常大，保持液氮和周围环境隔离是很重要的。产品还要求专门的使用和储存设备。

1.一个典型的储存系统由一个低温储存罐，一个或多个汽化器，一个压力控制系统和所有的用于灌装、汽化、供给的管道系统组成。低温罐造得象个真空瓶。设计得使热量无法进入内罐中的液氮。汽化器把液氮转化成气态。压力控制管控制着输入到过程的气体压力。使用液氮的过程不要求有汽化器和压力控制管。

生产在空气分离工厂，通过空气液化和蒸馏分离出氮。接着氮作为低温液体回收。

用途氮是世界上销售量最大的无机化学品，有着广泛的商业和技术应用。作为液体，氮用于食品冷冻、塑料和橡胶抛光、冷却、金属处理、金属喷镀和其它同温度相关的应用。

在畜牧业方面的应用1 、广泛用于家畜冻配改良技术

在多种家畜中， 牛的精液冷冻制备、保存技术最为成功， 自上个世纪五十年代已形成一套完整定型的工艺流程。牛精液冷冻的冷源普遍应用液氮。颗粒精液在经液氮冷却的氟板( 聚四氟乙烯) 、铜纱网、铝板上滴冻。要使承接精液的表面与液氮面保持——定的距离(1 ～2 厘米) 。在滴冻的过程中，要维持在-80 ～- 120℃的温度。滴冻前将经过平衡的精液充分混匀，并检查精子的活率。滴要迅速，颗粒要均匀，每毫升经过稀释的精液滴10 粒左右为宜。滴冻结束后， 要停留2～3 分钟，待所有颗粒已冻结立即投入液氮。经抽样检查( 一般随机抽取2 粒) ，解冻活率在0.3 以上者，即可装于纱布袋中， 经标记后在液氮中保存。每滴冻完一头公牛的精液后， 必须更换氟板等用具。细管的容量分0.25 毫升和0.5 毫升两种，由无毒塑料( 聚氯乙烯) 制成。管的一端填有棉塞和聚乙烯粉末，粉末遇水即固化自动封口，输精时又成为推送精液的活塞；另一端在注入精液后，可以聚乙烯粉或钢珠( 或塑料珠) 封口，要注意在封口处与精液间留有10～13 毫米的空间， 防止冷冻过程中因膨胀引起细管爆裂。精液的贮存牛的冷冻精液是以液氮做冷源进行贮存的，需要时可随时取出。为防止温度变化对精液品质的影响， 取放动作要迅速， 尽量减少在空气中停留的时间。从贮存容器中提取冷冻精液时， 精液不应超过液氮容器的颈基部， 避免因温度的回升造成精液解冻活率的下降。牛的冷冻精液已有40 多年的历史。试验证明，保存的冷冻精液仍具有授精能力。但一般认为牛的冷冻精液随保存时间的延长，精子的活力和授精能力逐渐降低。牛冷冻精液长期保存的确切时限，尚需继续研究和观察。

2 、家畜及多种动物的胚胎移植中，制备保存胚胎

多采用胚胎冷冻仪， 属智能型冷冻仪。该仪器采用微机控制技术， 专用软件，能较准确地控制液氮的施放量， 从而保证被冻存的生物制品以适宜的冷冻速率降温冷冻。

3 、液氮超低温保藏微生物技术

将菌种保藏在- 196℃的液氮长期保藏方法，它的原理是利用微生物在- 130℃以下新陈代谢趋于停止而有效地保藏微生物。大型真菌是菌物中的一个重要类群( 菌物中形成大型子实体的一类真菌， 泛指广义上的蘑菇或蕈菌) ，很多种类具有较高的营养价值和药用价值， 是菌物中最有开发应用前景的一类； 此外，一些大型真菌能够分解枯死植物， 对维持自然界物质循环、生态平衡有重要的作用，可开发应用于造纸业和环境净化； 一些大型真菌能引起树木病害或损害多种木质产品，对此类病原真菌的认识的加强， 有利于预防和减少危害的发生。大型真菌的规范性保藏对于微生物菌种资源的安全、高效保藏及、对长期有效保藏遗传资源、异地保藏生物多样性共享具有重意义。

4 、农业生物基因保存

上海投资4100 多万元开始建设中国国内首家农业生物基因综合库。农业界人士说，最具全国市场开发潜力的种子产业， 将以这个基因库作为育种材料的来源。总建筑面积超过3300 平方米的上海农业生物基因库，设于上海农业科学院内，将保藏植物种子、植物离体材料、动物生殖细胞、微生物菌种和植物基因工程材料五大类农业生物遗传资源。

5 、保存液氮疫苗

液氮苗是80 年代中期逐渐推广应用的，先是使用Ⅲ型-FCl26 炎鸡疱疹病毒液氮苗，后来国内外又研制出SBl，301/B、Z4，814 等Ⅱ型液氮疫苗，并组合成II+III 型二价苗及I+II+III 三价苗，应用后都曾一度有效的控制了一些地区的鸡马立克氏病， II+III 型二价苗好景不长， 1993 年马立克氏病又在北美和严态地区出现了较大规模的流行， 为有效控制马立克氏病， 一些国家开始学习荷兰自1927 年使用I 型CVl988/Rispens 液氮苗后，有效控制马立克氏病的经验，美国、加拿大、巴西、日本、欧洲都先后从荷兰农业渔业部引进了CVl988/Rispens 制苗种毒，在各自国家使用不同的工艺技术生产，保存于液氮罐中。

6、用液氮治疗奶牛乳头乳孔外口闭合、家畜皮肤瘤子等也较为普通。

在医疗事业应用1 、低温医学

我国临床低温医学工作发展迅速，促进了移植医学的发展，特别是在骨髓、造血干细胞、皮肤、角膜、内分泌腺体、以及血管和瓣膜等的冷冻保存和移植应用取得了显著成绩。成功的造血干细胞移植依赖于造血干细胞活力的保存。生物样品在降温冷冻过程中， 当由液态向固态变化的相变期内会释放一定热量， 使其温度回升， 不控制降温速率的冷冻过程将会导致组织细胞死亡。准确地测定生物样品的相变点， 用微机编制降温程序， 以便在样品相变时加大液氮输入量， 克服相变样品温度的回升， 使细胞安全而迅速地度过相变期， 这是提高被冻样品成活率的关键环节。

冷冻治疗是利用低温作用于组织，使之发生坏死，以达到治疗目的的一种方法，是一个生物化学过程。肌体组织受到0℃以下低温利用时，组织中的水分冻结形成冰晶。作用的温度不很低时，组织降温缓慢，冰晶主要在细胞外形成；作用的温度很低时，组织急骤降温，则冰晶主要形成于细胞内。细胞内的冰晶致死性损伤作用更大，故致冷剂的温度越低，对细胞的损伤作用也越大。冰晶可引起细胞的机械性损伤；组织中的水分结冰，细胞脱水，电解质浓缩使细胞中毒死亡。

冰冻融解期对细胞的死亡有更为重要的作用。冰冻融解时，细胞间的冰晶先融解，从而吸收周围的大量热能，导致细胞内继续结冰，形成更大的冰晶。缓慢融冻可加强和延长此种作用，大的冰晶可致使细胞更严重的机械损伤，同时也使细胞更久地处于浓缩的电解质环境中，加速细胞的死亡。因此，缓慢融冻对组织的破坏性更大。融冻快慢有关因素有致冷剂的温度，冷冻治疗的时间长短，组织的含水量、导热性，组织的血流供应是否丰富。如果血供丰富，则融冻加快。

低温引起血循环障碍，是冷冻引起组织坏死的另一因素。低温引起血管收缩，血流减慢，进而血栓形成，阻断血流；低温可直接损伤血管，引起血管内皮细胞水肿、坏死，甚至细胞溶解，使组织发生缺血、死亡。

此外，低温使构成细胞的主要成分脂质蛋白复合物发生变性，致使细胞破裂；低温引起局部温度骤然下降，使细胞发生温度性休克，也是冷冻引起细胞死亡的原因。

组织被冷冻结成冰球，然后再让其自然融冻，为一次冻融周期。实验及临床证明，多次冻融较一次冻融具有更大的破坏作用，加深冷冻的深度，减少活细胞的残存率。致冷剂接触组织之处的温度最低，由此向边缘温度逐渐升高。

一般认为，细胞致死的低温的最高温度线在-20℃。各种细胞对低温的敏感性不同，例如：色素细胞较为敏感，而皮肤组织、骨组织、神经组织的耐受性则较高。

用于冷冻治疗的致冷剂有液体氮（-195.8℃）、固体二氧化碳（-70℃）、氟利昂（-60～-90℃），其中液体氮的致冷温度低，价格低廉，易于购买，使用安全。

液体氮冷冻治疗的方法有棉签法、接触法及喷射法

2 、临床医学

液态氮治疗方法

治疗前常规消毒，采用冷冻器，将喷射口管对准斑秃区，距离2厘米，均匀喷射4—5次，见表面形成薄霜后即停止。等液态氮自然融化后，再重复冻融2—3次，每周一次，4次为一个疗程。

治疗过程中

患者多在治疗1到2天后局部轻度瘙痒、疼痛、片状脱屑，平静冷冻1到2次后即可见效，7到14天新生毛发露出头皮，长0.4—0.5厘米。新生毛发开始为细软的白色毳毛样发外，以后逐渐变为黑发，其余均为粗黑的正常毛发。约3到4周后如正常头发，并由边缘部开始逐渐向中央生发。

液态氮的副作用

患者冷冻区的头皮充血、水肿，2天后开始消退，轻微瘙痒疼痛，片状脱屑，均能忍受，不影响治疗。

液氮治疗脱发的机理

液态氮冷冻喷射到脱发区域，使局部能温度降低至零下1℃—零下6℃，冷的刺激通过神经传导，调整了皮肤血管舒张功能，使处于关闭状态的毛细血管开放，毛囊血液供应增加，从而改善局部营养，促进毛发增长。

另外一种研究表明，脱发是一种自身性的免疫疾病，冷冻治疗可改变淋巴细胞亚群组成，增强免疫功能，因此冷冻治疗脱发可提高人体皮肤的免疫功能。

第三，液态氮是一种低温液体，沸点为-195.8℃，液态氮喷射到脱发区域后，使皮肤迅速降温，形成一层薄霜，这种迅速降温过程会直接杀死附着在皮肤表面的真菌和螨虫。2

在食品工业应用1 、液氮在食品速冻中的应用在众多的保藏法中，冷冻保藏法应用最为广泛，效果也非常显著。而作为冷冻保藏方法之一的液氮速冻早已被食品加工企业所采用， 由于它能实现低温深冷的超速冻， 也有利于实现冻结食品的部分玻璃化， 使食品解冻后能最大限度地恢复到原来的新鲜状态和原有的营养成分， 极大提高了冷冻食品的品质， 因此在速冻工业中显示出特有的生命力。与其它冷冻方法相比， 液氮速冻具有以下明显的优点：

① 冷冻速度快 ( 冻结速度比一般冻结方法约快30-40 倍) ：采用液氮速冻， 可使食品迅速通过0℃～5℃最大冰晶生长带，食品研究人员已在这方面做了有益的尝试。

②保持食品品质：由于液氮速冻时间短，经液氮速冻的食品可以最大限度地保持加工前的色、香、味及营养价值。段振华等人用液氮对槟榔进行速冻处理，结果表明经液氮处理后的槟榔保持有较高叶绿素含量，风味好。

③物料干耗小：一般冻结的干耗损失率为3～6%，而液氮速冻可减少到0.25 ～0.5 %。

④设备与动力费用低，易于实现机械化和自动化流水线，提高生产率。液氮速冻主要有喷淋冻结、浸渍冻结和冷空气冻结三种方式，其中又以喷淋冻结应用最为广泛。

2 、液氮在饮料加工中的应用

已有不少饮料生产厂家采用氮或氮与C02的混合物取代传统的C02，对饮料进行充气包装。充了氮的高碳酸型饮料， 比仅充填二氧化碳的饮料引起的问题要少； 氮对于灌装无泡饮料， 如酒和果汁也是很理想的。在非充气饮料罐头中加注液氮的好处是， 所注入的少量液氮可排除每只罐头顶部空间中的氧气， 使贮罐上部空间的气体呈惰性，从而延长了易腐品的贮存期限。

3 、液氮在果蔬贮存保鲜中的应用

液氮用于果蔬的贮存保鲜具有气调的优点，可调节农副产品旺季和淡季供需方面的矛盾，减少贮存上的损失。气调的功能是提高氮气的浓度，同时控制氮、氧与C02的气体比例， 并使其保持在稳定状态， 降低果蔬的呼吸强度， 延缓后熟过程，从而使果品、蔬菜保持采摘时的新鲜状态和原有营养价值， 延长果蔬保鲜期。

4 、液氮在肉制品加工中的应用

液氮在对原料肉绞制、斩拌或混合等工序中加入，可有效提高产品质量。如在沙拉米型香肠加工中， 液氮的使用可提高肉保水性， 阻止脂肪氧化， 改善切片性和外观质量； 用于肉制点心、肉脯等再制肉的加工， 不仅可使肉糜混合时加速蛋白质溶解和增强保水性， 且对保持产品特有形状尤为有效。另外原料肉经液氮快速冷却， 既可在较长时间内保持热肉特性， 气又保证了肉品卫生安全； 在加工工艺上，无须再担心温度上升对肉质的影响， 且加工可不受原料温度、加工时间、季节因素的影响， 同时还可使加工过程处于低氧分压， 在一定范围延长了产品的货架寿命。

5 、液氮在食品低温粉碎中的应用

低温粉碎，就是将冷却到脆化点温度的物质，在外力作用下破碎成粉体的过程。食品的低温粉碎是发展起来的一种食品加工新技术， 该技术特别适宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含胶状物质多的食品。用液氮进行低温粉碎处理，可连原料的骨、皮、肉、壳等一次性全部粉碎，使成品颗料细小并保持其有效营养。如日本将经液氮冻结后的海藻、甲壳素、蔬菜、调味品等，投入粉碎机粉碎，可使成品微细粒度高达100μm以下，且基本保持原有营养价值。此外，用液氮进行低温粉碎，还可粉碎常温下难以粉碎的物料、热敏性及受热易变质，易分解的物质。另外，液氮可以粉碎如脂肪多的肉类、水分多的蔬菜等在常温下难以粉碎的食品原料，并可以制造迄今未曾有过的新加工食品。

6 、液氮在食品包装中的应用

英国伦敦一家公司开发出一种简单实用的食品保鲜包装方法，就是在给食品进行包装时， 往包装袋内加入几滴液氮。当液氮蒸发转化成气体时它的体积迅速扩大，在包装袋内快速取代原有的大部分气体，减少食品因氧化而造成的变质，从而大大延长食品的保鲜期。

7 、液氮在食品冷藏运输中的应用

冷藏运输是食品工业中很重要的一部分。开发液氮制冷技术，发展液氮冷藏火车、冷藏汽车及冷藏集装箱是现今国际上的共同发展趋势。经济发达国家多年的应用实践表明， 液氮制冷系统是在商业上可与机械制冷系统相竞争的冷藏保鲜技术，也是食品冷藏运输的发展方向。

8 、液氮在食品工业中的其它应用

由于液氮的制冷作用，蛋汁、液体调味品、酱油能够加工成可自由流动并能倒出的颗粒状冷冻食品， 这些食品可随时使用并且很容易配制。在研磨香料和吸水的食物添加剂， 如糖的替代品和卵磷脂时， 液氮被注入到研磨机中来保护有价值的成分， 同时也增加了研磨产量。周顺华等人研究证明， 利用液氮淬冷协同高温解冻进行花粉破壁具有效果好、破壁率高、速度快及花粉生理活性保持稳定、不受污染等特点。

在电子工业中应用1 、超导技术

超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发应用，认为是20 世纪科学上最伟大的发现之一。超导磁悬浮技术的基础是由钇钡铜氧(YBCO)构成的超导陶瓷，当这种超导材料被冷却到液氮温度(78K，相当于-196~C) 时，就从正常态转变为超导态。由屏蔽电流产生的磁场与轨道磁场相互排斥， 如果排斥力大于列车的重量， 车体就可以悬浮在空中。同时，在冷却过程中，由于超导体的磁通钉扎效应，一部分磁场被俘获在超导体内。这一俘获磁场与轨道磁场相互吸引， 由于斥力和吸引力的同时存在，车体得以稳定地悬浮在轨道上方。与常规磁铁之间同性相斥， 异性相吸的作用不同， 超导体和外磁场之间的这种既排斥又相吸的相互作用， 使超导体或永久磁铁都可以克服自身重力，悬浮或倒挂在对方的下面。

2 、电子元件制造与检测

环境应力筛选就是选择若干典型环境因素，将适量的环境应力作用于组件或整机，把元器件工艺缺陷， 即生产和装配过程中的缺陷激发出来， 给予修正或更换。环境应力筛选采用温度循环和随机振动较为有效。温度循环试验是采用高的变温率、大的热应力，使那些不同材料组成的元器件，因结合不良、材料本身的不均匀性、工艺中缺陷等所造成的隐患而迅速失效，采用变温率为5℃/分；极限温度为- 40℃，+60℃；循环次数为8 次。这样的环境参数组合使得虚焊、夹伤部位、元器件本身缺陷的暴露较明显。对于大批量的温度循环试验， 可以考虑采用二箱法。在这种情况下，应当在级进行筛选。液氮是一种更快和更有效的屏蔽和测试电子元器、电路板的方法。

3 、低温球磨技术

低温行星式球磨机是将液氮气体源源不断地输入装有保温罩的行星式球磨机中，这些冷气将高速旋转的球磨罐产生的热量及时吸收， 使装有物料、磨球的球磨罐始终处于一定的低温环境中． 在低温环境中混合、细磨、新产品研制和小批量生产技术材料的必备装置。该产品体积小、功能全、效率高、噪声低，广泛应用于医药、化工、环保、轻工、建材、冶金、陶瓷、矿产等部门。．

4 、绿色切削加工技术

低温切削是利用低温流体如液态氮、液态二氧化碳和冷风等喷向加工系统的切削区域，造成切削区的局部低温或超低温状态，利用工件在低温条件下产生的低温脆性，提高工件的切削加工性、刀具寿命和工件表面质量。根据冷却介质的不同，低温切削可分为冷风切削和液氮冷却切削。低温冷风切削法是通过向刀尖的加工部位喷- 20℃～ - 30℃ ( 甚至更低) 的低温气流，并混入微量的植物性润滑剂( 每小时10~20m 1)，从而起到降温、排屑、润滑的作用。低温冷风切削与传统切削相比，能够提高加工效率，改善工件表面质量，而且对环境几乎无污染。日本安田工业公司的加工中心采用在电机轴、刀杆轴的中心插入绝热风管的结构， 使用- 30℃ 的低温冷风直接通向刀刃。 该结构大大改善了切削条件，有利于低温冷风切削加工工艺的实施。横川和彦对车削和铣削中的冷风冷却进行了研究。在铣削试验中，分别采用水基切削液、常温风（ +10℃）和冷风(- 30℃ ) 三种条件进行比较，结果表明，采用冷风切削时刀具耐用度显著提高。在车削试验中，冷风(- 20℃ ) 切削时刀具磨损率比常温风(+20℃ ) 切削时显著下降。

液氮冷却切削主要有两种应用形式，一种是利用瓶装压力将液氮像切削液一样直接喷射到切削区； 另一种是利用液氮受热蒸发循环来间接冷却刀具或工件。低温切削加工主要应用于钛合金、高锰钢、淬硬钢等难加工材料的加工中。KPRaijurkar 采用H13A硬质合金刀具、并用液氮循环冷却刀具的方法对钛合金进行了低温切削加工试验， 试验结果表明， 与传统的切削方法相比， 刀具磨损明显减少，切削温度降低30%，工件表面加工质量得到很大改善。万光民采用间接冷却方法对高锰钢进行了低温切削加工试验，结果表明，采用间接冷却方法低温加工高锰钢时， 刀具所受冲击力减少， 刀具磨损减小， 加工硬化现象得到改善，工件表面质量也有所提高。王连鹏等人采用液氮喷淋的方法在数控机床上低温切削加工45 淬硬钢，试验结果表明， 采用液氮喷淋式低温加工45 淬硬钢可以提高刀具耐用度，改善工件表面质量。在液氮冷却加工状态下，硬质合金材料能保持其抗弯强度、断裂韧性和耐冲击强度，其硬度随温度的降低而增大， 因此硬质合金刀具材料在液氮冷却中能够保持其优良的切削性能， 并且和在常温下一样， 其性能决定于粘结相的数量。对于高速钢， 随温度的降低， 其硬度增大而抗冲击强度降低， 但总体上能保持较好的切削性能。他对一些材料在低温下提高其切削加工性进行了研究， 选用了低碳钢AISll010 、高碳钢AISl070 、轴承钢 AISIE52100 、钛合金Ti-6A 1-4V 、铸造铝合金A390五种材料，实验研究表明：由于低碳钢表现出良好的低温脆性，低温切削可获得理想的加工效果； 对于高碳钢和轴承钢， 应用液氮冷却可抑制切削区温升和刀具磨损速度； 在切削铸造铝合金时， 应用低温冷却可提高刀具硬度和刀具抗硅相磨粒磨损能力， 在加工钛合金时， 同时低温冷却刀具和工件， 可有效地降低切削温度和减少钛和刀具材料之间的化学亲和力。3

其它领域酒泉卫星发射中心特燃站生产液氮，它是火箭燃料的推送剂，大量的液氮用高压把火箭燃料推向燃烧室。应用于高温超导电力电缆开发； 应用于紧急维修中对液体管道进行冻结； 应用于物质的低温稳定和低温淬火；液氮冷装配技术( 热胀冷缩现象在工业中的应用)也广泛使用； 液氮人工增雨技术； 液氮排液技术及时降液诱喷， 正在不断深入研究。

采用氮气井下灭火，火势被迅速扑灭，同时又消除了瓦斯爆炸危险等。为什么选择液氮：因为比其它方法冷却得更快，并且不与其它物质起化学反应，大大地节省空间，提供了干燥的气氛，它是环保的（液氮使用后直接挥发成气体返回大气中，不会留下任何污染），它用起来简单方便。4

影响健康由于无嗅、无色、无味、无刺激性，氮没有警告性特征。人类没有能够探测到氮的存在的官能。尽管氮无毒且很大程度上不活泼，通过取代空气中的氧，使之下降到维持生命所必须的水平以下，它可以成为简单的窒息物。过量吸入氮会导致眩晕、恶心、呕吐、失去知觉和死亡。死亡可能来源于错误的判断、精神混乱或者阻止了自救的失去知觉。在低氧浓度情况下，意识不清和死亡会在几秒钟内发生，而且没有警告。 除非备有自给式呼吸器（SCBA）或空气管呼吸器，任何人，包括救援人员，都不能进入氧浓度低于19.5%的区域。

本词条内容贡献者为:

侯传涛 - 副教授 - 青岛大学