四氟化碳

四氟化碳

四氟化碳,又稱為四氟甲烷、Freon-14及R 14,是一種鹵代烴(化學式:CF4)。它既可以被視為一種鹵代烴、鹵代甲烷、全氟化碳,也可以被視為一種無機化合物。零下198 °C時,四氟化碳具有單斜的結構,晶格常數為a = 8.597, b= 4.433, c = 8.381 (.10-1 nm), β = 118.73° 。

基本信息

物性數據

1.性狀:無色無味氣體

2.熔點(℃):-183.6

3.沸點(℃):-127.8

4.相對密度(水=1):1.96(-184℃)

5.相對蒸氣密度(空氣=1):3.04

6.飽和蒸氣壓(kPa):13.33(-150.7℃)

7.臨界溫度(℃):-45.5

8.臨界壓力(MPa):3.74

9.辛醇/水分配係數:1.18

10.溶解性:不溶於水,溶於苯和氯仿。

11.臨界密度(g·cm-3):0.626

12.臨界體積(cm3·mol-1):141

13.臨界壓縮因子:0.279

14.van der Waals面積(cm2·mol-1):4.600×109

15.van der Waals體積(cm3·mol-1):27.330

16.Lennard-Jones參數(A):4.5306

17.Lennard-Jones參數(K):158.90

18.氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol-1) :-933.5

19.氣相標準熵(J·mol-1·K-1) :261.40

20.氣相標準生成自由能( kJ·mol-1):-888.8

21.氣相標準熱熔(J·mol-1·K-1):61.05

毒理學數據

1.急性毒性:暫無資料

2.刺激性:暫無資料

3.其他:LCLo:895000ppm(大鼠吸入,15min)

生態學數據

1.生態毒性:暫無資料

2.生物降解性:暫無資料

3.非生物降解性:暫無資料

4.其他有害作用:溫室氣體,其造成溫室效應的作用是二氧化碳的數千倍。氟代烴的低層大氣中比較穩定,而在上層大氣中可被能量更大的紫外線分解。

分子結構數據

1、摩爾折射率:7.3

2、摩爾體積(cm3/mol):66.8

3、等張比容(90.2K):105.0

4、表面張力(dyne/cm):6.0

5、介電常數:無可用

6、偶極距(10-24cm3):無可用

7、極化率:2.89

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):1.8

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:4

4.可鏇轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積0

7.重原子數量:5

8.表面電荷:0

9.複雜度:19.1

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

常溫常壓下穩定,避免強氧化劑、易燃或可燃物。不燃氣體,遇高熱後容器內壓增大,有開裂、爆炸危險。化學性質穩定,不燃。常溫下只有液氨-金屬鈉試劑能發生作用。

貯存方法

儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的不燃氣體專用庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與易(可)燃物、氧化劑分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。

合成方法

1.由碳與氟反應,或一氧化碳與氟反應,或碳化矽與氟反應,或氟石與石油焦在電爐里反應,或二氟二氯甲烷與氟化氫反應,或四氯化碳與氟化銀反應,或四氯化碳與氟化氫反應,都能生成四氟化碳。四氯化碳與氟化氫的反應在填有氫氧化鉻的高溫鎳管中進行,反應後的氣體經水洗、鹼洗除去酸性氣體,再通過冷凍,用矽膠除去氣體中的水分,最後經精餾而得成品。

2.預先稱取5~10g的碳化矽粉末和0.1g的單質矽粉,置於鎳盤中,使矽和碳化矽充分接觸後,將鎳盤放入蒙乃爾合金反應管中,向反應管內通入氟氣,氟氣先和單質矽反應,反應放熱後,氟開始和碳化矽進行反應,通入等體積的乾燥氮氣以稀釋氟氣,使反應繼續進行,生成氣體通過液氮冷卻的鎳制捕集器冷凝,然後慢慢地氣化後,將其通過裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶除去四氟化矽,隨後通過矽膠和五氧化二磷乾燥塔得到最終產品。

3.以活性炭與氟為原料經氟化反應製備。在裝有活性炭的反應爐中,緩緩通入高濃氟氣,並通過加熱器加熱、供氟速率和反應爐冷卻控制反應溫度。產品經除塵,鹼洗除去HF、CoF2、SiF4、CO2等雜質、再經脫水可獲得含量約為85%的粗品。將粗品引入低溫精餾釜中進行間歇粗餾,通過控制精餾溫度,除去O2、N2、H2,得到高純CF4 。

用途

1.用於各種積體電路的等離子刻蝕工藝,也用作雷射氣體,用於低溫製冷劑、溶劑、潤滑劑、絕緣材料、紅外檢波管的冷卻劑。

2.是目前微電子工業中用量最大的等離子蝕刻氣體,四氟甲烷高純氣及四氟甲烷高純氣、高純氧的混合氣,可廣泛套用於矽、二氧化矽、氮化矽、磷矽玻璃及鎢等薄膜材料的蝕刻,在電子器件表面清洗、太陽能電池生產、雷射技術、低溫製冷、泄漏檢驗、印刷電路生產中的去污劑等方面也大量使用。

3.用作低溫製冷劑及積體電路的等離子乾法蝕刻技術 。

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