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SF6(六氟化硫)气体在工业中的应用有哪些?
2021-06-03

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作为优异的绝缘和灭弧介质(其灭弧性能比空气快100倍),SF6气体用于中高压断路器的历史已有数十年,被证明是到目前为止使用于中高压断路器的较合适的绝缘介质。

SF6气体的应用,使断路器的设计紧凑,更节省材料,同时具有更好的开断能力和设备安全性。

SF6气体在其他工业领域的应用

此外,SF6气体也使用在其他行业,例如在半导体制造行业,显示器和微型技术行业,主要作为超精细结构(又称晶圆)生产的蚀刻气体。

在医疗技术方面,SF6气体可应用于超声波探测和眼科方面,SF6气体还用于X射线检查设备,雷达系统和粒子加速器等。

SF6气体的回收和再利用

尽管SF6气体是一种优异的绝缘和灭弧介质,但是,仍有必要了解SF6气体的其他特性:

SF6气体是一种氟化类气体,具有很高的全球温室效应是京都议定书中规定的必须监控的六种气体之一,1公斤SF6气体的全球温室效应相当于1公斤CO2气体的25000倍,SF6气体在大气环境中的寿命是3400年。因此,必须在一个闭环系统中使用SF6气体,避免排放到大气中。


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六氟化硫气体特性与灭弧原理

1.六氟化硫气体的基本特性

SF6是目前高压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质,它无色、无味、无毒,不会燃烧,化学性能稳定,常温下与其它 材料不会产生化学反应。

SF6由卤族元素中最活泼的 氟原子与硫原子结合而成, 分子结构是个完全对称的八面体,硫原子居中,六个角上是氟原子,氟与硫 原子间以共价键联结,SF6 分子量为146,约是空气分子量的5.1倍,因此同样体 积的SF6气体比空气重得多, 迄今为止,工业上普遍采用的制造方法是将单质硫和过量气态氟直接化合。

(1)六氟化硫气体的状态参数

静止气体可以用三个参数来说明气体所处的状态, 称为三个状态参数,即压力P、密度γ 和温度T, 理想气体的状态参数间存在着简单的关系,即理想气体的状态方程P= γ RT ? SF6气体的分子质量大,分子间的相互作用显著,当气体压力高于0.3MPa时,分子间的吸引力随气体密度的增大、分子间距离的减小而加强,气体的压力变化特性不再符合式理想气体的状态方程,要准确地计算SF6气体状态参数间的关系,可采用比较实用的Beattie—Bridgman公式。

SF6气体的临界温度高,临界温度表示气体可以被液化的最高温度,临界压力则表示在临界温度下使气体液化所需的压力,SF6气体的临界温度高达45.6°C,说明常温下只要SF6气体压力足 够高就会液化,SF6气体能否液化决定于其饱和蒸汽压力,当气体压力高于其饱和蒸 汽压力时,气体就液化。

SF6导热性能不如空气,其热导率比空气低,在常温下比空气低30%,但由于其粘度较低和密度较高,且分子量大,热容量就大,再考虑到对流效应,总的热传输特性比空气要好2-5倍。


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