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紅外式六氟化硫微水在線

文章出處：http://www.731museum.cn/

15376190119 人氣：發表時間：2021-03-24 10:35

紅外式六氟化硫微水在線

六氟化硫是一種無色、無臭、無毒、不燃的惰性氣體，它的分子量為146.07，在20℃和0.1 MPa時密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態，其臨界溫度為45.6℃，三相點溫度為-50.8℃，常壓下升華點溫度為-63.8℃。六氟化硫分子結構呈八面體排布，鍵合距離小、鍵合能高，因此其穩定性很高，在溫度不超過180℃時，它與電氣結構材料的相容性和氮氣相似。SF6氣體已有百年歷史，它是法國兩位化學家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劃（核軍事）。SF6是強電負性氣體，它的分子極易吸附自由電子而形成質量大的負離子，削弱氣體中碰撞電離過程，因此其電氣絕緣強度很高，在均勻電場中約為空氣絕緣強度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時出現熱分解高峰，因此在交流電弧電流過零時，SF6對弧道的冷卻作用比空氣強得多，其滅弧能力約為空氣的100倍。由于SF6氣體具有優良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學穩定性，它從20世紀50年代末開始被用作高壓斷路器的滅弧介質。在超高壓和特高壓斷路器中，SF6作為滅弧介質，已取代油，并已大量取代了壓縮空氣。SF6http://www.qitijianlouyi.cn/

簡介

從60年代中期起，SF6被廣泛用作高壓電氣設備的絕緣介質。SF6氣體絕緣的全封閉開關設備比常規的敞開式高壓配電裝置占地面積小得多，且其運行不受外界氣象和環境條件的影響，因此不僅廣泛用于超高壓和特高壓電力系統，而且已開始用于配電網絡(SF6氣體絕緣的開關柜和環網供電單元)。SF6氣體絕緣的管道輸電線的優點是介質損耗小、傳輸容量大，且可用于高落差場合，因此常用于水電站出線，取代常規的充油電纜。SF6氣體絕緣的變壓器具有防火防爆的優點，這種配電變壓器特別適用于人口稠密的地區和高層建筑的供電。SF6氣體絕緣的超高壓變壓器已研制成功，全氣體絕緣變電所將是變電技術發展的一個方向。

化學性質

化學性質穩定。微溶于水、醇及醚，可溶于氫氧化鉀。不與氫氧化鈉、液氨及鹽酸起化學的反應。300℃以下干燥環境中與銅、銀、鐵、鋁不反應。500℃以下對石英不起作用。250℃時與金屬鈉反應，-64℃時在液氨中反應。與硫化氫混合加熱則分解。200℃時，在特定的金屬如鋼及硅鋼存在下，能促使其緩慢分解。

物性數據編輯

錫紙漂浮在六氟化硫氣體上

1、性狀：無色無味氣體。

2、熔點（℃）：-51

3、沸點（℃）：-64（升華）

4、相對密度（水=1）：1.67（-100℃）

5、相對蒸氣密度（空氣=1）：6.602

6、飽和蒸氣壓（kPa）：2450（25℃）

7、臨界溫度（℃）：45.6

8、臨界壓力（MPa）：3.76

9、辛醇/水分配系數：1.68

10、溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚

11、汽化熱（Kg/mol）：23.59（升華熱）

12、熔化熱（Kg/mol）：5.82

13、黏度（mPa·s，氣體）：0.01576

14、黏度（mPa·s，液體）：0.277

15、折射率（氣體）：1.000783

毒理學數據編輯

1、急性毒性：兔子靜脈注射LD50：5790mg/kg。

2、六氟化硫是一種窒息劑，在高濃度下會呼吸困難、喘息、皮膚和黏膜變藍、全身痙攣。吸入80%六氟化硫+20%的氧氣的混合氣體幾分鐘后，人體會出現四肢麻木，甚至窒息死亡。我國規定，操作間空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于6g/m3或空氣中氧含量應大于18%；短期接觸，空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于7.5g/m3。六氟化硫在藥理上是惰性氣體，低毒但對人體有窒息作用。在生活或使用過程中會分解一些痕量的有毒硫的低氟化合物和氟氧化合物。

3、急性毒性LD50：5790mg/kg（兔靜脈）。

制備編輯

1、直接合成法經凈化后的氟（含HF≤0．5%）和硫反應生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經水洗、堿洗除去絕大部分雜質氣體，再經熱解爐分解S2F10成SF6和SF4（300～350℃），然后經堿洗進一步除去雜質，凈化后的SF6氣體經硅膠及分子篩干燥器干燥后，制得六氟化硫產品。

將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中，以鎳為陽極進行電解即可制得六氟化硫。或氟和硫直接反應制備六氟化硫。還可以金屬氧化物為催化劑于300℃下用空氣氧化四氟化硫，或者在500～2000℃使氟化硫熱解。

2、以長約300mm直徑25mm的鎳管為反應器，將盛有硫粉的鎳舟置于其中，反應管與一石英阱連接，石英阱以液態氧冷卻。裝置的末端與一裝有新脫水的KF的鐵制干燥管相連，以隔離空氣中的濕氣。硫在氟氣流中燃燒，生成的產物凝聚在冷阱中。隨后進行純化，使產物氣化并通過10%的KOH熱溶液（不用NaOH）洗滌除去其中的雜質（HF，SF2，SF4，SOF2，S2F10）。然后用P4O10干燥產物氣體，并在室溫下通過活性炭除去S2F10。

3、使SO2在過量的F2中燃燒可生成SF6。反應溫度約650℃，產物在冷阱中凝聚，其中除SF6外主要雜質是SO2F2。純化時將其通過裝有水和熱的10%KOH溶液的洗滌瓶，最后用P4O10干燥。

4.元素氟和硫直接反應法。

直接電解法　將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中，以鎳為陽極進行電解即可制得六氟化硫。用硫化氫與無水氫氟酸電解時，以鎳作極，鐵作陰極，溫度為－10～20℃，電壓為7～20V。電解產物應除去雜質;催化氧化法　金屬氧化物為催化劑，于300℃下，用空氣氧化四氟化硫，該法缺點是收率過低。

熱解法，在500～2000℃使SF4熱解，但該法的轉換率及收率皆低，采用微波放電分解SF4亦可。氟化鈷法　將硫磺或其他硫化物在三氟化鈷和二氯化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。聯產法　氯氟代甲烷和六氟化硫聯產，氟化碳（COF2）與六氟化硫聯產。

作用用途編輯

1、新一代超高壓絕緣介質材料。作為良好的氣體絕緣體，被廣泛用于電子、電氣設備的氣體絕緣。電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑，廣泛應用于微電子技術領域，用作電腦芯片、液晶屏等大型集成電路制造中的等離子刻蝕及清洗劑。在光纖制備中用作生產摻氟玻璃的氟源，在制造低損耗優質單模光纖中用作隔離層的摻雜劑。還可用作氮準分子激光器的摻加氣體。在氣象、環境檢測及其他部門用作示蹤劑、標準氣或配制標準混合氣。在高壓開關中用作滅弧和大容量變壓器絕緣材料。也可用于粒子加速器及避雷器中。利用其化學穩定性好和對設備不腐蝕等特點，在冷凍工業上可用作冷凍劑（操作溫度－45~0℃之間）。由于對α粒子有高度的停止能力，還用于放射化學。此外還作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。

2、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。在微電子業中，可用六氟化硫蝕刻硅表面并去除半導體材料上的有機或無機膜狀物，并可在光導纖維的制造過程中，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，且不易燃燒，另外，六氟化硫還用于各種加速器、超高壓蓄電器、同軸電纜和微波傳輸的絕緣介質。目前六氟化硫是應用較為廣泛的測定大氣污染的示蹤劑，示蹤距離可達100km。六氟化硫化學穩定性好，對設備不腐蝕，在冷凍工業中可作為冷凍劑(操作溫度在-45～0℃之間)，作制冷劑替代氟利昂，對臭氧層完全沒有破壞作用，符合環保和使用性能的要求，是一種很有發展潛力的制冷劑。用作電氣絕緣介質和滅弧劑，測定大氣污染程度的示蹤劑。

3、主要用于高壓開關中滅弧，在大容量變壓器和高壓電纜中作為絕緣材料使用。可在核粒子加速器及避雷器X射線設備中作為氣體的絕緣材料，利用SF6化學穩定性好，對設備不腐蝕，在冷凍工業中可作為冷凍劑（操作溫度在－45～0℃之間），SF6對α-粒子有高度的停止能力，故在放射化學中也有應用；也可作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。

4、用作電子設備和雷達波導的氣體絕緣體。 [3]

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