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SF6氣體已有百年歷史,它是法國兩位化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體,1940年前后,美國軍方將其用于曼哈頓計(jì)劃(核軍事)。
SF6是強(qiáng)電負(fù)性氣體,它的分子極易吸附自由電子而形成質(zhì)量大的負(fù)離子,削弱氣體中碰撞電離過程,因此其電氣絕緣強(qiáng)度很高,在均勻電場(chǎng)中約為空氣絕緣強(qiáng)度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時(shí)出現(xiàn)熱分解高峰,因此在交流電弧電流過零時(shí),SF6對(duì)弧道的冷卻作用比空氣強(qiáng)得多,其滅弧能力約為空氣的100倍。由于SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性,它從20世紀(jì)50年代末開始被用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)??稍诤肆W觠ia速器及避雷器X射線設(shè)備中作為氣體的絕緣材料,利用SF6化學(xué)穩(wěn)定性好,對(duì)設(shè)備不腐蝕,在冷凍工業(yè)中可作為冷凍劑(操作溫度在-45~0℃之間),SF6對(duì)α-粒子有高度的停止能力,故在放i射化學(xué)中也有應(yīng)用。在超高壓和特高壓斷路器中,SF6作為滅弧介質(zhì),已取代油,并已大量取代了壓縮空氣。
制備
1、直接合成法 經(jīng)凈化后的氟(含HF≤0.5%)和硫反應(yīng)生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經(jīng)水洗、堿洗除去絕大部分雜質(zhì)氣體,再經(jīng)熱解爐分解S2F10成SF6和SF4(300~350℃),然后經(jīng)堿洗進(jìn)一步除去雜質(zhì),凈化后的SF6氣體經(jīng)硅膠及分子篩干燥器干燥后,制得六氟化硫產(chǎn)品。以上這些六氟化硫氣體高溫分解的產(chǎn)物都會(huì)導(dǎo)致六氟化硫氣體純度不純的問題。
將硫、二氯化LIU、一氯化硫、二liu化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中,以鎳為陽極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫?;蚍土蛑苯臃磻?yīng)制備六氟化硫。還可以金屬氧化物為催化劑于300℃下用空氣氧化四氟化liu,或者在500~2000℃使氟化硫熱解。
元素氟和硫直接反應(yīng)法。
直接電解法 將硫、二氯化liu、一氯化硫、二liu化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中,以鎳為陽極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫。用硫化氫與無水氫氟酸電解時(shí),以鎳作極,鐵作陰極,溫度為-10~20℃,電壓為7~20V。SF6是強(qiáng)電負(fù)性氣體,它的分子極易吸附自由電子而形成質(zhì)量大的負(fù)離子,削弱氣體中碰撞電離過程,因此其電氣絕緣強(qiáng)度很高,在均勻電場(chǎng)中約為空氣絕緣強(qiáng)度的2。電解產(chǎn)物應(yīng)除去雜質(zhì);催化氧化法 金屬氧化物為催化劑,于300℃下,用空氣氧化四氟hua硫,該法缺點(diǎn)是收率過低。
熱解法,在500~2000℃使SF4熱解,但該法的轉(zhuǎn)換率及收率皆低,采用微波放電分解SF4亦可。氟hua鈷法 將硫磺或其他硫化物在三fu化鈷和二氯hua鈷存在下與過量氟作用以制備六氟化硫。二氧化硫與氟燃燒法。要知道這些水分和SF6氣體反應(yīng)除了產(chǎn)生氫i氟酸等毒i害物質(zhì),這些產(chǎn)物還會(huì)水分的影響下再次發(fā)生反應(yīng)。聯(lián)產(chǎn)法 氯氟代甲烷和六氟化硫聯(lián)產(chǎn),氟化碳(COF2)與六氟化硫聯(lián)產(chǎn)。
用途:
可用于有色金屬的冶煉和鑄造工藝,也可用于鋁及其合金熔融物的脫氣和純化。在微電子業(yè)中,可用六氟化硫蝕刻硅表面并去除半導(dǎo)體材料上的有機(jī)或無機(jī)膜狀物,并可在光導(dǎo)纖維的制造過程中,作為單膜光纖隔離層摻雜劑。加有六氟化硫的電流遮斷器額定電壓高,且不易i燃燒,另外,六氟化硫還用于各種加su器、超高壓蓄電器、同軸電纜和微波傳輸?shù)慕^緣介質(zhì)。目前六氟化硫是應(yīng)用較為廣泛的測(cè)定大氣污染的示蹤劑,示蹤距離可達(dá)100km。6810、溶解性:微溶于水,溶于乙醇、yi醚11、汽化熱(Kg/mol):23。六氟化硫化學(xué)穩(wěn)定性好,對(duì)設(shè)備不腐蝕,在冷凍工業(yè)中可作為冷凍劑(操作溫度在-45~0℃之間),作制冷劑替代氟利昂,對(duì)臭氧層完全沒有破i壞作用,符合環(huán)保和使用性能的要求,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹评鋭?。用作電氣絕緣介質(zhì)和滅弧劑,測(cè)定大氣污染程度的示蹤劑。