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四氟化碳

在常温常压下四氟化碳为无色无臭有轻微醚味的气体,在空气中不燃烧,具有可压缩性,挥发性较高,是一种比较稳定的无毒有机化合物。但是在高温时,或与可燃气体一同燃烧时,会分解出有毒的氟化物。
在900℃时,不与铜、镍、钨、钼反应,仅在碳弧温度下缓慢分解,微溶于水,在25℃及0.1Mpa下其溶解度为0.0015%(重量比),然而与可燃性气体燃烧时,会分解产生有毒氟化物。
在1000℃以上能与二氧化碳形成羰基氟。微溶于水,在25℃,101.325kPa时,水中溶解度为0.0015%(重量)。有轻微的水解作用。
四氟化碳亦称全氟化碳、四氟甲烷、全氟化碳,为非腐蚀性气体,所有通用材料如钢、不锈钢、铜、青铜,铝等金属材料都可以使用,但是含镁大于2%的合金不能用。在高温,一些金属起加速CF4分解的催化作用。按其催化作用增长的次序由小到大地排列则如下:因科镍合金、奥氏体不锈钢、镍、钢、铝、铜、青铜、黄铜、银。
四氟化碳一般认为是惰性低毒物质,在高浓度下是窒息剂,其毒性不及四氯化碳。


四氟化碳物理性质

    熔点-183.6℃,
    分子式是CF4,
  沸点-128.1℃,
  液体密度(-130℃)1.613g/cm3,
  液体折光率(-173℃)1.515,
  固体转变点72.2K,
  临界温度-45.67℃,
  临界压力3.73MPa,
    蒸气压(-150.7℃)13.33kPa
   介电常数(25℃,0.5MPa)1.0006
  临界密度:7.1dm3/mol
  标准摩尔自由能:-929.84 kJ/mol
  标准摩尔生成自由能:-887.41 kJ/mol
    危险性类别:第2.2类不燃气体

四氟化碳的用途与作用

     四氟化碳是可作为氟和自由基氟化碳的来源,用于各种晶片蚀刻工艺。四氟化碳和氧结合用以蚀刻多晶硅、二氧化硅和氮化硅。四氟化碳在通常环境下是相对惰性的,在不通风的地方会引起窒息。在射频等离子体环境中,氟自由基表现为典型的三氟化碳或二氟化碳的形式。高纯度的四氟化碳能很好的控制加工过程,使尺寸和形状得到更好的控制,这不同于其他的卤烃遇到空气或氧气时不利于各种特殊的控制(如半导体各项异性控制)。

四氟化碳是目前微电子工业中用量最大的等离子烛刻气体,其高纯气及四氟化碳高纯气配高纯阳氧气的混合体,可广泛应用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及钨薄膜材料的烛刻。

对于硅和二氧化硅体系,采用CF4-O2反应离子刻蚀时,通过调节两种气体的比例,可以获得45:1的选择性,这在刻蚀多晶硅栅极上的二氧化硅薄膜时很有用。

在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、气相绝缘、低温制冷、泄漏检验剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂等方面也大量使用。由于化学稳定性极强,CF4还可以用于金属冶炼和塑料行业等。

四氟化碳的溶氧性很好,因此被科学家用于超深度潜水实验代替普通压缩空气。目前已在老鼠身上获得成功,在275米到366米的深度内,小白鼠仍可安全脱险。

四氟化碳产品质量检测参考项目与标准

项目

指     标

四氟化碳纯度,       %(V/V)≥

99.999

99.995

99.99

氮气含量,          ppm(V/V)<

4

20

40

氧气(氩)含量,    ppm(V/V)<

1

5

10

二氧化碳含量,      ppm(V/V)<

1

5

10

一氧化碳含量,      ppm(V/V)<

0.3

0.5

1

六氟化硫含量,      ppm(V/V)<

1

1

5

水分含量,          ppm(V/V)<

1

5

10

酸度(HF)含量,    ppm(V/V)<

0.1

0.3

0.3

其它氟碳化合物含量,ppm(V/V)<

1

10

30

总杂质含量          ppm (V/V) ≤

10

50

100

颗粒

供需双方商定

供需双方商定

供需双方商定

其它氟碳化合物包括:二氟甲烷、三氟甲烷、六氟乙烷等

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