Trong ngành công nghiệp các loại khí như Argon, Nitơ và Heli đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng, từ sản xuất kim loại, hàn cắt, bảo quản thực phẩm đến nghiên cứu khoa học và y tế. Mỗi loại khí mang những đặc tính riêng biệt, phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau, và việc lựa chọn khí nào tốt hơn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ngành nghề. Argon, một khí hiếm thuộc nhóm khí trơ, được biết đến với tính trơ hóa học cao, không phản ứng với hầu hết các chất khác, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong các quá trình cần bảo vệ vật liệu khỏi oxy hóa. Nitơ, chiếm phần lớn trong khí quyển (khoảng 78%), lại nổi bật nhờ tính phổ biến, chi phí thấp và khả năng thay thế trong nhiều ứng dụng tương tự Argon. Trong khi đó, Heli, một khí hiếm khác, có đặc điểm nhẹ nhất trong số các khí trơ và nhiệt độ sôi cực thấp, mở ra những ứng dụng độc đáo trong công nghệ cao và y tế. Vậy, khi so sánh Argon, Nitơ và Heli, khí nào thực sự vượt trội trong công nghiệp? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần xem xét các đặc tính hóa học, vật lý, chi phí, tính sẵn có, cũng như ứng dụng thực tiễn của từng loại khí, đồng thời đề cập đến vai trò của Công ty Hào Phát – một đơn vị chuyên cung cấp khí Argon và dịch vụ đổi vỏ bình khí Argon tại TP. HCM – trong việc hỗ trợ nhu cầu công nghiệp tại Việt Nam.

Khí Argon

Trước hết, hãy bắt đầu với Argon – một nguyên tố hóa học có ký hiệu Ar, số nguyên tử 18, thuộc nhóm khí hiếm trong bảng tuần hoàn. Argon chiếm khoảng 0,93% khí quyển Trái Đất, đứng thứ ba về độ phổ biến sau Nitơ và Oxy. Đặc tính nổi bật nhất của Argon là tính trơ hóa học cao, do lớp vỏ electron ngoài cùng của nó đã đầy đủ, ngăn cản khả năng phản ứng với các chất khác. Điều này làm cho Argon trở thành một loại khí bảo vệ lý tưởng trong ngành hàn kim loại, đặc biệt là hàn TIG (Tungsten Inert Gas) và hàn MIG (Metal Inert Gas). Trong hàn TIG, Argon được sử dụng để bao phủ vùng hồ quang, bảo vệ mối hàn khỏi sự oxy hóa từ không khí, đảm bảo mối hàn sạch, đẹp và bền vững. Ví dụ, khi hàn thép không gỉ hoặc nhôm, Argon giúp giảm thiểu sự hình thành oxit, mang lại chất lượng sản phẩm vượt trội. Ngoài ra, Argon còn được ứng dụng trong sản xuất thép, nơi nó được thổi vào kim loại nóng chảy để giảm hàm lượng carbon và crom bị mất đi, cải thiện chất lượng thép. Trong ngành công nghiệp bán dẫn, Argon đóng vai trò là khí trơ bảo vệ quá trình nuôi cấy tinh thể silic và gecmani, ngăn ngừa sự nhiễm bẩn từ không khí. Tuy nhiên, Argon không phải không có nhược điểm. Do chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong khí quyển, Argon được sản xuất chủ yếu thông qua quá trình chưng cất phân đoạn không khí lỏng, dẫn đến chi phí cao hơn so với Nitơ. Mật độ của Argon (1,78 kg/m³ ở điều kiện tiêu chuẩn) cũng nặng hơn không khí, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng cần khí phủ bề mặt, nhưng lại không lý tưởng trong những trường hợp yêu cầu khí nhẹ.

Khí Nitơ

Tiếp theo, Nitơ – ký hiệu N₂ – là loại khí phổ biến nhất trong khí quyển, chiếm tới 78% thể tích không khí. Không giống Argon, Nitơ không hoàn toàn trơ, bởi hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng liên kết ba, tạo thành phân tử N₂ ổn định nhưng vẫn có thể phản ứng trong một số điều kiện nhất định, chẳng hạn như trong sự hiện diện của hồ quang điện hoặc nhiệt độ cao. Tuy nhiên, trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp, Nitơ được coi là một khí trơ tương đối, đủ để thay thế Argon trong nhiều trường hợp. Một trong những ưu điểm lớn nhất của Nitơ là chi phí thấp và tính sẵn có. Nitơ có thể được sản xuất tại chỗ bằng công nghệ hấp phụ áp suất (PSA) hoặc màng sợi rỗng, giảm thiểu chi phí vận chuyển và khí thải CO₂ so với việc sử dụng bình chứa từ nhà máy tách khí. Trong công nghiệp thực phẩm, Nitơ được sử dụng rộng rãi để bảo quản, thay thế không khí trong bao bì nhằm ngăn chặn quá trình oxy hóa và kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm. Ví dụ, các túi khoai tây chiên thường được bơm Nitơ để giữ độ giòn và tránh hư hỏng. Trong ngành luyện kim, Nitơ đôi khi được dùng làm khí bảo vệ, mặc dù nó không hiệu quả bằng Argon trong các ứng dụng hàn do khả năng phản ứng nhẹ với kim loại nóng chảy. Một ứng dụng độc đáo khác của Nitơ là dạng lỏng (Nitơ lỏng), với nhiệt độ sôi -195,8°C, được sử dụng trong đông lạnh thực phẩm, bảo quản mẫu sinh học và làm lạnh thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, Nitơ có mật độ thấp hơn Argon (1,25 kg/m³), khiến nó dễ khuếch tán hơn và không phù hợp cho các ứng dụng cần khí nặng để phủ bề mặt lâu dài.

Khí heli

Cuối cùng, Heli – ký hiệu He, số nguyên tử 2 – là khí hiếm nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn, với mật độ chỉ 0,178 kg/m³, nhẹ hơn cả Nitơ và Argon. Heli cũng thuộc nhóm khí trơ, có tính trơ hóa học tương tự Argon, nhưng đặc điểm nổi bật của nó là nhiệt độ sôi cực thấp (-268,9°C), gần với không độ tuyệt đối. Điều này khiến Heli trở thành lựa chọn không thể thay thế trong các ứng dụng công nghệ cao, chẳng hạn như làm mát các nam châm siêu dẫn trong máy MRI hoặc máy gia tốc hạt tại các trung tâm nghiên cứu như CERN. Trong ngành hàn, Heli đôi khi được sử dụng kết hợp với Argon (ví dụ, hỗn hợp 75% Argon và 25% Heli) để tăng nhiệt độ hồ quang, cải thiện độ thâm nhập của mối hàn, đặc biệt khi hàn các kim loại dày như nhôm hoặc đồng. Ngoài ra, nhờ tính nhẹ, Heli được ứng dụng trong việc phát hiện rò rỉ trong các hệ thống áp suất cao, bởi nó khuếch tán nhanh và không phản ứng với các vật liệu xung quanh. Heli cũng nổi tiếng trong ngành hàng không vũ trụ, được dùng để làm đầy khinh khí cầu hoặc kiểm tra hệ thống nhiên liệu tên lửa. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của Heli là nguồn cung hạn chế và chi phí cao. Heli không thể tái tạo nhanh chóng trong tự nhiên, chủ yếu được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên, dẫn đến giá thành đắt đỏ hơn nhiều so với Argon và Nitơ. Điều này khiến Heli ít được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp thông thường, mà chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao.

Khi so sánh trực tiếp Argon, Nitơ và Heli trong các ứng dụng công nghiệp, có thể thấy mỗi loại khí đều có ưu thế riêng. Trong ngành hàn, Argon vượt trội hơn cả nhờ tính trơ cao và khả năng bảo vệ mối hàn hiệu quả. Nitơ, dù rẻ hơn, không thể cạnh tranh với Argon trong hàn TIG hay MIG vì nguy cơ phản ứng với kim loại nóng chảy, nhưng nó lại là lựa chọn kinh tế trong bảo quản thực phẩm và làm trơ môi trường. Heli, dù đắt đỏ, mang lại giá trị lớn trong hàn kim loại dày và các ứng dụng công nghệ cao, nhưng không thể thay thế Argon trong các trường hợp cần khí nặng để phủ bề mặt. Về chi phí, Nitơ rõ ràng chiếm ưu thế với giá thành thấp nhất, tiếp theo là Argon, trong khi Heli đắt nhất do nguồn cung khan hiếm. Tính sẵn có cũng là một yếu tố quan trọng: Nitơ dễ dàng sản xuất tại chỗ, Argon cần nhà máy tách khí chuyên dụng, còn Heli phụ thuộc vào khai thác tài nguyên thiên nhiên. Xét về tính chất vật lý, Argon nặng hơn Nitơ và Heli, phù hợp cho các ứng dụng cần khí lưu lại lâu trên bề mặt; Nitơ nhẹ hơn Argon nhưng nặng hơn Heli, trong khi Heli nhẹ nhất, lý tưởng cho việc phát hiện rò rỉ hoặc làm đầy khí cầu.

Công ty bán khí Argon, Nitơ và Heli tại TP. HCM

Vậy, khí nào tốt hơn trong công nghiệp? Câu trả lời không có đáp án tuyệt đối, mà phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Nếu cần một loại khí trơ, hiệu quả cao cho hàn và luyện kim, Argon là lựa chọn hàng đầu. Nếu ưu tiên chi phí thấp và tính phổ biến cho bảo quản hoặc làm trơ, Nitơ sẽ vượt trội. Còn nếu yêu cầu kỹ thuật cao như làm mát siêu dẫn hoặc hàn kim loại đặc biệt, Heli là không thể thay thế. Tại Việt Nam, đặc biệt ở TP. HCM – trung tâm công nghiệp lớn, nhu cầu về khí Argon ngày càng tăng, và đây là nơi Công ty Hào Phát phát huy vai trò của mình. Hào Phát chuyên cung cấp khí Argon với độ tinh khiết cao, phục vụ các ngành hàn, luyện kim và sản xuất, đồng thời cung cấp dịch vụ đổi vỏ bình khí Argon, đảm bảo khách hàng luôn có thiết bị an toàn và đáng tin cậy. Với đội ngũ chuyên nghiệp và hệ thống phân phối hiệu quả, Hào Phát không chỉ đáp ứng nhu cầu khí Argon mà còn hỗ trợ doanh nghiệp tối ưu hóa chi phí và hiệu suất sản xuất. Ví dụ, một xưởng hàn tại TP. HCM có thể dựa vào Hào Phát để duy trì nguồn cung Argon ổn định, thay thế vỏ bình cũ nhanh chóng, từ đó đảm bảo tiến độ công việc mà không lo gián đoạn.

Tóm lại, Argon, Nitơ và Heli đều có những ưu điểm và hạn chế riêng trong công nghiệp. Argon nổi bật trong hàn và luyện kim nhờ tính trơ và mật độ cao; Nitơ thắng thế về chi phí và tính sẵn có cho bảo quản và làm trơ; còn Heli dẫn đầu trong các ứng dụng công nghệ cao nhờ đặc tính nhẹ và nhiệt độ sôi thấp. Lựa chọn khí tốt nhất phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của từng ngành, và tại TP. HCM, Công ty Hào Phát đang đóng góp tích cực vào việc cung cấp Argon – một trong những loại khí quan trọng nhất – để hỗ trợ sự phát triển công nghiệp bền vững. Qua đó, có thể thấy rằng không có khí nào “tốt nhất” tuyệt đối, mà chỉ có khí “phù hợp nhất” cho từng mục đích sử dụng.