液态氧

氧气在液态状态时的形态
液态氧(Liquid oxygenO₂,简称LOX)是一种天蓝色透明而易流动的液体,是液态的氧气,也被叫做液氧,沸点为-183℃,三相点是-218.789℃,压力为0.150kPa,相对分子质量为32.00,密度为1.14g·cm⁻³(在沸点-182.962℃和760毫米汞柱时);液态氧在-227℃可以固化成固氧,为淡青色六角形晶体[1][3][4][6]液态氧储存在耐压钢瓶中,液态氧可以制作液氧炸药和高能助燃剂等。[2][6]液态氧的化学稳定性好,对撞击不敏感,也不会自然分解。[3]液态氧具有顺磁性和很高的膨胀比。[4][7][8]航天事业中,液态氧可与煤油、氢、酒精等组合,用作火箭和飞船的发动机燃料;[9][10]医药行业中,液态氧可用于加压舱的供氧剂、冷冻治疗的冷源;[8][11]水产渔业中,液态氧可用于水质改善、水体增氧;[12]还可用于气焊、炸药、分析仪磁性等。[2][13][4][14]

历史

1877年,法国的物理学家路易·保罗·凯莱特和瑞士拉乌尔·皮克泰先后成功将氧气液化;在1883年的时候齐格蒙特·弗罗布莱夫斯基和卡罗尔·奥尔谢夫斯基制造出少量稳定状态下的液态氧。[15]
1899年液氧炸药在打通意大利瑞士的新普隆隧道第一次被大量的使用,1904年英国的捷姆斯·宪爱尔以金属容器运输液态氧的专利权;1912年德国的巴里杜斯和科瓦契对液态氧进行看实际应用的研究。[16]6年后德国空军首先将液氧用于航空。由于它有所占空间小、重量轻优点,后来被西方国家广泛采用。[17]1919年后的数年里,美国的物理学教授戈达德进行了多次实验,最后研制出可使用汽油和液态氧的火箭。1929年,德国的瓦利亚制造出了一种用乙醇和液态氧作燃料的汽车。[18]1944年,德国研制出采用酒精和液氧做推进剂V-2火箭[19]
20世纪80年代末,为了在航天动力技术领域实现新的突破,中国开始论证新一代运载火箭发动机,开展了液氧烃发动机的研究与论证。90年代,进行了液氧煤油发动机的关键技术攻关。2000年时获得了高压补燃循环液氧煤油发动机获准立项。直至2021年已有56台次的YF-100液氧煤油高压补燃发动机参与了“长征五号”运载火箭的7次发射任务。[9]