熔盐氟化
氟化物广泛应用于工业材料和家庭用品的制造,最近在新材料、新技术中大量使用含氟化物的气体。例如在半导体器件制造中,NF3,SF6, SiF4,HF,F2,CF4,C2F6,C3F8 等发挥了很大的作用。作为电子材料用的气体、化学气相沉积和调制金属超微粒子用的物质,WF6,MoF6,VF5,NbF5, TaF5 等也很引人注目。熔盐电解氟化是制取上述氟化物的有效方法。
NF3 的新应用很多,可作火箭燃料的氧化剂、氟化剂、金属焊接用气体、电灯泡填充气体、合成(NPF2)n、NSF、N2F4、NOF 的原料、高输出功率激光用气体、干刻蚀用气体、等离子体容器及化学气相沉积容器的清洗气体、硅系光纤维表面处理用气体、有机和无机材料表面处理用气体、氟化物脱水用气体。采用化学法或熔盐电解法可制备 NF3,后者的收率高于前者。用镍阳极电解120℃的NH4F-HF,产物经精制可得99.9-99.99
%NF3,电流功率为 65%—70%,但镍阳极溶解损失较大并有阳极泥产生,气体管道会被冷凝的 NH4F 堵塞。现正在试验用碳阳极在 120—150
℃的 NH4F-KF-HF 中进行电解,该熔盐体系的优点在于电导率较高,电流效率高(>80%);但用碳阳极会产生阳极效应,电极会损坏,产品受 CF4 污染,这些问题正在解决中。
SF6 非常稳定,作为电绝缘性气体大量用于各种电工、电子装置,例如断流器、蓄电器、变压器。用碳阳极在 KF-2HF 熔体中电解制取 F2, 由 F2 与 S 反应制取 SF6。电解制取氟要防止碳电极崩坏,待开发临界电流密度大的碳阳极,抗氟化物熔体腐蚀的金属电极以及隔膜材料。