理化性質
外觀與性狀:無色無臭氣體。
相對密度(水=1):1.67(-100℃)。
相對蒸氣密度(空氣=1):5.11。
分子式:SF6。
溶解性:微溶于水、乙醇、乙醚。
化學性質穩定。微溶于水、醇及醚錫紙漂浮在六氟化硫氣體上,可溶于氫氧化鉀。不與氫氧化鈉、液氨、鹽酸及水起化學的反應。300℃以下幹燥環境中與銅、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矽鋼存在下,能促使其緩慢分解。
制備
由單質氟與硫直接化合而得。反應也會生成硫的其他氟化物如十氟化二硫,可通過加熱使其歧化後,再用氫氧化鈉處理除去剩餘的四氟化硫而純化。
作用用途
六氟化硫具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能。其耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍,擊穿電壓是空氣的2.5倍,滅弧能力是空氣的100倍,是一種優于空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質材料。六氟化硫以其良好的絕緣性能和滅弧性能,如:斷路器、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感器等。電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑,被大量應用于微電子技術領域。冷凍工業作為制冷劑,制冷範圍可在-45℃~0℃之間。電氣工業利用其很高介電強度和良好的滅電弧性能,用作高壓開關、大容量變壓器、高壓電纜和氣體的絕緣材料。
采礦工業用作反吸附劑,用于礦井煤塵中置換氧。高純SF6還因其化學惰性、無毒、不燃及無腐蝕性,還被廣泛應用于金屬冶煉(如鎂合金熔化爐保護氣體)、航空航天、醫療(X光機、激光機)、氣象(示蹤分析)、化工(高級汽車輪胎、新型滅火器)等。随着當今科技的發展,SF6涉及的領域不斷擴展,被越來越多的基礎領域和科技領域廣泛應用。
注意事項
六氟化硫氣體具有優良的絕緣與滅弧性能,廣泛地應用在電子、電氣設備中,其典型的應用是在供電部門的輸變電所、電廠等的高壓開關櫃内用作氣體絕緣。随着六氟化硫電氣設備的迅速發展,越來越多的人接觸着六氟化硫氣體和電弧作用後的六氟化硫分解物。
氣體毒性來源
六氟化硫氣體的毒性主要來自5個方面。
1、電器設備内的六氟化硫氣體在高溫電弧發生作用時而産生的某些有毒産物。
2、六氟化硫産品不純,出廠時含高毒性的低氟化硫、氟化氫等有毒氣體。
3、電器設備内的六氟化硫氣體及分解物與電極(Cu-W合金)及金屬材料(AL、Cu)反應而生成某些有毒産物。
4、電器設備内的六氟化硫氣體分解物與其内的水分發生化學反應而生成某些有毒産物。
5、電器設備内的六氟化硫氣體及分解物與絕緣材料反應而生成某些有毒産物。如與含有矽成分的環氧酚醛玻璃絲布闆(棒、管)等絕緣件;或以石英砂、玻璃作填料的環氧樹脂澆注件、模壓件以及瓷瓶、矽橡膠、矽脂等起化學作用,生成SiF4、Si(CH3)2F2等産物。
監測
純淨的SF6氣體雖然無毒,但在工作場所要防止SF6氣體的濃度上升到缺氧的水平。SF6氣體的密度大約是空氣的五倍、SF6氣體如有洩漏必将沉積于低窪處,如電纜溝中。濃度過大會出現使人窒息的危險,設計戶内通風裝置時要考慮到這一情況。
在電弧作用下SF6的分解物如SF4,S2F2,SF2,SOF2,SO2F2,SOF4和HF等,它們都有強烈的腐蝕性和毒性。因此在電力系統GIS等應用SF6的工作場所,要加裝SF6氣體洩漏監測設備,SF6氣體監測的主要方法有一下四種:
1)電化學技術(TGS830、TGS832)費加羅傳感器或鹵素氣體傳感器。
電化學技術的原理是被檢測氣體接觸到200°C左右高溫的催化劑表面,并與之發生相應的化學反應,從而産生電信号的改變,以此來發現被檢測氣體。電化學技術其成本低、壽命長、結構簡單,可以連續工作的特點。
2)高壓擊穿技術
電擊穿技術是從SF6在電力上的典型應用——作為絕緣氣體應用在GIS開關櫃中演變而來的。其工作原理是根據SF6氣體絕緣的特性,從置于被檢測空氣中的高壓電極間電壓的變化來判斷空氣中是否含有SF6氣體。因其結構相對簡單,成本低,檢測精度相對高的特點。
3)紅外光譜技術(IAC510)
紅外光譜吸收技術(又稱激光技術)的原理是SF6作為溫室氣體,對特定波段的紅外光有很強烈的吸收特性。紅外光譜技術的特點是成本高,結構複雜,靈敏度高,不受環境的影響和幹擾,對環境的溫度和濕度的變化所帶來的檢測誤差很小,由于其是采用主動抽取測試點氣體的原理,帶來的效果是發現洩漏早,反應迅速。同時系統結構對工程實施中的布線也帶來了很大的方便。
4)電子捕獲ECD原理
電子捕獲檢測器(electroncapturedetector),簡稱ECD。電子捕獲檢測器也是一種離子化檢測器,它是一個有選擇性的高靈敏度的檢測器,它隻對具有電負性的物質,如含鹵素、硫、磷、氮的物質有信号,物質的電負性越強,也就是電子吸收系數越大,檢測器的靈敏度越高,而對電中性(無電負性)的物質,如烷烴等則無信号。