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科普—六氟化硫

更新時(shí)間:2023-10-11 09:43:47

六氟化硫,是一種無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為SF6,常溫常壓下為無(wú)色無(wú)臭無(wú)毒不燃的穩(wěn)定氣體,分子量為146.055,在20℃和0.1 MPa時(shí)密度為6.0886kg/m3,約為空氣密度的5倍,六氟化硫分子結(jié)構(gòu)呈八面體排布,鍵合距離小、鍵合能高,因此其穩(wěn)定性很高,在溫度不超過(guò)180℃時(shí),它與電氣結(jié)構(gòu)材料的相容性和氮?dú)庀嗨啤?/span>


SF6氣體已有百年歷史,它是法國(guó)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(guó)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(guò)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(guò)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)。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。從60年代中期起,SF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。SF6氣體絕緣的全封閉開關(guān)設(shè)備比常規(guī)的敞開式高壓配電裝置占地面積小得多,且其運(yùn)行不受外界氣象和環(huán)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(tǒng),而且已開始用于配電網(wǎng)絡(luò)(SF6氣體絕緣的開關(guān)柜和環(huán)網(wǎng)供電單元)。SF6氣體絕緣的管道輸電線的優(yōu)點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、傳輸容量大,且可用于高落差場(chǎng)合,因此常用于水電站出線,取代常規(guī)的充油電纜。SF6氣體絕緣的變壓器具有防火防爆的優(yōu)點(diǎn),這種配電變壓器特別適用于人口稠密的地區(qū)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(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。


300℃以下干燥環(huán)境中與銅、銀、鐵、鋁不反應(yīng)。500℃以下對(duì)石英不起作用。250℃時(shí)與金屬鈉反應(yīng),-64℃時(shí)在液氨中反應(yīng)。與硫化氫混合加熱則分解。200℃時(shí),在特定的金屬如鋼及硅鋼存在下,能促使其緩慢分解。

因?yàn)榱虻拿芏炔畈欢酁榭諝獾奈灞?,所以吸入六氟化硫的人在說(shuō)話時(shí),發(fā)出的機(jī)械波的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng),說(shuō)話聽起來(lái)更像男性,而氦氣正好相反,吸入后波長(zhǎng)變短,說(shuō)話聽起來(lái)更像女性。



新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料

作為良好的氣體絕緣體,被廣泛用于電子、電氣設(shè)備的氣體絕緣。電子級(jí)高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑,廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)領(lǐng)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(chǎn)摻氟玻璃的氟源,在制造低損耗優(yōu)質(zhì)單模光纖中用作隔離層的摻雜劑。還可用作氮準(zhǔn)分子激光器的摻加氣體。在氣象、環(huán)境檢測(cè)及其他部門用作示蹤劑、標(biāo)準(zhǔn)氣或配制標(biāo)準(zhǔn)混合氣。在高壓開關(guān)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(xué)穩(wěn)定性好和對(duì)設(shè)備不腐蝕等特點(diǎn),在冷凍工業(yè)上可用作冷凍劑(操作溫度-45~0℃之間)。由于對(duì)α粒子有高度的停止能力,還用于放射化學(xué)。此外還作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。

冶煉和鑄造工藝

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(wú)機(jī)膜狀物,并可在光導(dǎo)纖維的制造過(guò)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?shù)慕^緣介質(zhì)。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。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S米麟姎饨^緣介質(zhì)和滅弧劑,測(cè)定大氣污染程度的示蹤劑。

高壓電纜中作為絕緣材料

主要用于高壓開關(guān)中滅弧,在大容量變壓器和高壓電纜中作為絕緣材料使用??稍诤肆W蛹铀倨骷氨芾灼鱔射線設(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,故在放射化學(xué)中也有應(yīng)用;也可作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。



消防措施

危險(xiǎn)特性:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。

有害燃燒產(chǎn)物:氧化硫、氟化氫。

滅火方法:該品不燃。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。

泄漏應(yīng)急處理

迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。如有可能,即時(shí)使用。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。


操作注意事項(xiàng):密閉操作,局部排風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過(guò)濾式防毒面具(半面罩)。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑接觸。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

儲(chǔ)存注意事項(xiàng):儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。應(yīng)與易(可)燃物、氧化劑分開存放,切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

包裝方法:鋼質(zhì)氣瓶

運(yùn)輸注意事項(xiàng):鐵路運(yùn)輸時(shí)需經(jīng)生物試驗(yàn)證明合格,根據(jù)合格證托運(yùn)。采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應(yīng)將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過(guò)車輛的防護(hù)欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動(dòng)。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、氧化劑等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸,防止日光曝曬。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。


六氟化硫是一種窒息劑,在高濃度下會(huì)呼吸困難、喘息、皮膚和黏膜變藍(lán)、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(huì)出現(xiàn)四肢麻木,甚至窒息死亡 。

電弧作用下六氟化硫氣體的分解物如四氟化硫,氟化硫,二氟化硫,氟化亞硫酰,二氟化硫酰,四氟亞硫酰和氫氟酸等,它們都有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。

六氟化硫氣體以其高耐電強(qiáng)度及良好的熱穩(wěn)定性能,被廣泛應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備中。六氟化硫氣體的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定。純凈的六氟化硫氣體是無(wú)毒的,但在大電流開斷時(shí),由于強(qiáng)烈的電弧放電會(huì)產(chǎn)生一些含硫的低氟化物。這些物質(zhì)反應(yīng)能力較強(qiáng),當(dāng)有水和氧氣時(shí)又會(huì)與電極材料、水份進(jìn)一步反應(yīng),從而分解產(chǎn)生有毒或劇毒氣體。這些有毒氣體主要損害人體的呼吸系統(tǒng),中毒后會(huì)出現(xiàn)類似于感冒、皮膚過(guò)敏、惡心嘔吐、疲勞等不良反應(yīng),吸入劑量大時(shí),會(huì)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果。



1.工作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)力通風(fēng),檢修人員應(yīng)在上風(fēng)位置;
2.佩戴好防毒面具和防護(hù)手套;
3.將排出的氣體進(jìn)行回收、或用導(dǎo)管將氣體排入下水溝內(nèi),不宜直接向大氣排放;
4.工間休息前或工作結(jié)束后,臉、頸、臂和手要用肥皂和大量的水徹底洗凈;
5.如不慎接觸到劑量較大的氣體時(shí),應(yīng)立即洗凈,更換衣服,及時(shí)去醫(yī)院觀察治療。?

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