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知识手册

六氟化硫的应用领域有哪些?

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       六氟化硫气体的用途之前,我们先搞清楚SF6气体的基本性质。SF6气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的,1947年提供商用。六氟化硫是一种挥发性化合物。室温下呈黄棕色,液态和气态时为红棕色。具强α放射性。熔点50.75℃。沸点62.3℃。常压下不升华,但与六氟化铀不同,能由液态变成气态。是一种强氧化剂。痕量水汽很快能使它水解成氟化钚酰(PuO2F2)。纯净的SF6气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。其相对密度在气态时为6.16g/cm3(20℃,0.1MPa时),在液态时为1400g/cm3(20℃时)。SF6气体的化学性质非常稳定,在空气中不燃烧,不助燃,与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应;在低于150℃时,SF6气体呈化学惰性,极少熔于水,微熔于醇。

六氟化硫气体的用途多样,到底是基于六氟化硫气体的什么特性呢?SF6气体之所以适用于电力设备,它的强电负性,具有优异的灭弧性能,绝缘强度高,在大气压下为空气的3倍。在正常的大气压下,六氟化硫的击穿电压值是空气的2.5-3倍以上,灭弧能力更高达空气的100倍以上热传导性能好且易复合,特别是当SF6气体由于放电或电弧作用出现离解时。此外SF6气体可在小的气罐内储存,这是因为室温下加高压力易液化。

       六氟化硫气体的用途到底有哪些呢?哪些行业需要用到SF6气体呢?SF6目前被用于电气工程、半导体处理、镁的提纯过程的填充气、隔声材料制备、泄漏检测、鱼雷的无声化推进等方面。六氟化硫以其良好的绝缘性能和灭弧性能,在如:断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等设备中用途广泛。电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂,被大量应用于微电子技术领域。冷冻工业作为制冷剂,制冷范围可在-45℃~0℃之间。电气工业利用其很高介电强度和良好的灭电弧性能,用作高压开关、大容量变压器、高压电缆和气体的绝缘材料。采矿工业用作反吸附剂,用于矿井煤尘中置换氧。高纯SF6还因其化学惰性、无毒、不燃及无腐蚀性,还被广泛应用于金属冶炼(如镁合金熔化炉保护气体)、航空航天、医疗(X光机、激光机)、气象(示踪分析)、化工(高级汽车轮胎、新型灭火器)等。

       六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。六氟化硫用作断路器中灭弧气体介质始于20世纪50年代初。由于六氟化硫气体的优异特性,使六氟化硫断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器,并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。在60~70年代,SF6断路器已广泛用于超高压大容量电力系统中。80年代初已研制成功363千伏单断口、550千伏双断口和额定开断电流达80、100 千安的SF6断路器。

       六氟化硫为无色、无味、不燃烧,无电抗性的、相对无毒、仅有窒息性的液化气体。液化瓶装气体,压力为其蒸气压(202.78 kgf/cm2 @21.1°C)。六氟化硫以其良好的绝缘性能和灭弧性能,被广泛应用于电器工业,如:断路器、高压开关、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。SF6还因其化学惰性、无毒 、不燃及无腐蚀性,还被广泛应用于金属冶炼(如镁合金熔化炉保护气体)、航空 航天、医疗(X光机、激光机)、气象(示踪分析)、化工(高级汽车轮胎、新型灭火器)等。电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂,被大量应用于微电子技术领域。随着当今科技的发展,SF6涉及的领域不断扩展,被越来越多的基础领域和科技领域广泛应用,在制冷行业,用六氟化硫做制冷剂,致冷范围可在-45℃~0℃之间。

       六氟化硫SF6具有卓越的电绝缘性,电绝缘能力是空气、氮气的2.5倍左右。六氟化硫具有很好的灭弧性能,其灭弧能力是空气的100倍左右,而且六氟化硫的化学性质非常稳定,所以六氟化硫被广泛用作绝缘气体,如六氟化硫继电器,六氟化硫高压断路器,六氟化硫互导传感器,六氟化硫避雷针等等。六氟化硫已经成为绝缘油之后的新一代绝缘性好,耐高压的绝缘介质。

       在镁合金、镁铝合金的冶炼过程中,常常用六氟化硫气体或者六氟化硫和氮气的混合气体作为保护气体,其目的是防止金属镁及其合金被空气氧化。

       在TFT-LCD面板厂及其他微电子行业,六氟化硫常用作清洁气体和蚀刻气体,在光导纤维的生产过程中,也常用六氟化硫作为单膜光纤隔离层掺杂剂。

       在大气污染监测和水文地质检测领域,常用六氟化硫作为示踪剂。因为六氟化硫具有无毒、安全、性质稳定、检验方法可靠、空气和水中中含量少等特性,六氟化硫常被作为气体示踪剂使用,六氟化硫的失踪范围可以达100km。

       在医疗行业,六氟化硫还用于超声造影,主要是肝脏肿瘤的造影检查。在超声造影过程中,六氟化硫主要作为一种安全的造影剂使用,经静脉注射六氟化硫后,气体溶解于血液,每12分钟六氟化硫气体可以由呼吸方式排出一半。

       此外,由于六氟化硫化学性质稳定,分子量大(六氟化硫分子量146.06),其密度是空气的5.11倍,充入汽车轮胎或者篮球、足球中时,将能保持气压长期稳定。

注意事项

       六氟化硫应储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过50℃。应与易(可)燃物、氧化剂分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。瓶装气体产品为高压充装气体,使用时应经减压降压后方可使用。包装的气瓶上均有使用的年限,凡到期的气瓶必须送往有部门进行安全检验,方能继续使用。每瓶气体在使用到尾气时,应保留瓶内余压在0.5MPa,最小不得低于0.25MPa余压,应将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。瓶装气体产品在运输储存、使用时都应分类堆放,严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起,不准靠近明火和热源,应做到勿近火、勿沾油腊、勿爆晒、勿重抛、勿撞击,严禁在气瓶身上进行引弧或电弧,严禁野蛮装卸。


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