在准分子激光器全球的医疗、半导体、光纤、平板显示、材料研究等高端行业得到广泛的应用,但作为专业的准分子激光气体的重要厂商,我们同时也发现在准分子激光器的使用上,还存在着一些隐忧,笔者想通过这篇文章,以引起相关操作人员的重视。
准分子激光气体的主要成分:
氟化氩(ArF) 193 nm :F2、Ar、He、Ne;
氟化氪(KrF) 248 nm :F2、Ar、He、Ne;
氯化氙(XeCl)308 nm :HCl、H2、Xe、Ne
氟化氙(XeF) 351 nm:F2、Xe、He、Ne
显而易见,准分子激光气体成份中,Ar、He、Ne、Kr、Xe都是无色、无味、无毒、不可燃的惰性稀有气体,除非大量释放到密闭空间会引起窒息外,对人体的危害是有限的,排除惰性稀有气体的危害最主要的做法还是通风,增强室内空气的对流。
除了稀有气体之外,准分子激光气中的F2是我们采取防范措施的重中之重。很多情况下,准分子激光气体都是以预混的形式进行供应,这些预混气的F2浓度都在1%以下,但足以对人体健康构成威胁,尤其是一些工业和科研应用的准分子激光气,使用的是5%F2+95%He,这类型的气体对人体的危害更为严重。
氟气,化学式F2,是一种淡黄色、极具腐蚀性的双原子分子气体,密度(标准状态下):1.554kg/m3 比空气大。有特殊气味,吸入感觉干燥。
物质状态: |
气体 |
形状: |
透明气体 |
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气味: |
辛辣、臭味 |
颜色: |
透明无色 |
沸点/沸点范围: |
-185.9°C |
PH值: |
N/A |
闪火点: |
无 |
分解温度: |
无 |
测试方法: |
○开杯 ○闭杯 |
自燃温度: |
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爆炸界限: |
爆炸下限(LEL) / 爆炸上限(UEL):…/… |
蒸气压: |
756.4 psig |
蒸气密度: |
1.312 (空气=1) |
密度: |
0.098 lb./ft3 (1.57 kg/m3)@ 21.1°C |
溶解度: |
完全互溶 |
化学分子式: F2
分子量: 37.9968
熔点(101.325kPa): -219.62℃
沸点(101.325kPa): -188.1℃
液体密度(-188.1℃,S.P.): 1507kg/m3
气体密度(25℃,101.325kPa): 1.554kg/m3
相对密度(气体,空气=1,25℃,101.325kPa):1.312
比容(21.1℃,101.325kPa): 0.6367m3/kg
临界温度: -128.8℃
临界压力: 5215kPa
临界密度: 574 kg/m3
熔化热(-219.67℃,0.252kPa): 13.44 KJ/kg
气化热(-188.2℃,101.325kPa): 175.51 KJ/Kg
比热容(气体,21.1℃,101.325kPa): Cp=827.67J/(mol.K)
Cv=609.65J/(mol.K)
比热比(气体,21.1℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.358
蒸气压(53.56K): 0.223kPa
(77.17K): 37.383kPa
(89.40K): 162.638kPa
粘度(气体,0℃,101.325kPa): 0.02180mPa.s
(液体,-192.2℃): 0.275mPa.S
表面张力(-193.2℃): 14.81mN/m
导热系数(气体,0℃,101.325kPa):0.024769W/(mol.K)
(液体,-188.1℃): 0.159W/(mol.K)
折射率(气体,25℃,101.325kPa): 1.000187
(液体,-188.1℃): 1.2
毒性级别: 4
易燃性级别: 0
易爆性级别: 3
火灾危险度: 极大
氟是电负度最强的元素,也是很强的氧化剂。在常温下,氟几乎能和所有的元素化合,并产生大量的热能,在所有元素中,氟是最活泼的。在-188℃以下,凝成黄色的液体,在-223℃变成黄色结晶体。由于氟的强化学特性,单质氟在自然界基本不存在,而主要以化合物的形式存在,其中最重要的化合物是氟化钙(CaF2),俗称萤石或氟石。由于原子能工业的发展,提炼核燃料必须使用单质氟,才使得氟气发展得到大规模的工业生产。氟气在现代工业中,特别是核工业、电气和化工行业等部门有着十分重要的用途。
毒性
人吸入TCLo:25ppm,5分钟,对眼有刺激性
最高容许浓度:0.1 ppm (0.2mg/m3)
氟是剧毒性气体,能刺激眼、皮肤、呼吸道粘膜。由于它立即与水反应生成氟化氢HF,所以在大多数情况下显出与氟化氢同样的毒性。轻微吸入会影响肺、鼻、喉咙等呼吸道黏膜,导致咳嗽及呼吸困难,过度吸入有可能产生组织破坏或肺水肿。
当氟浓度为5~10ppm时,对眼、鼻、咽喉等粘膜开始有刺激作用,作用时间长时也可引起肺水肿。与皮肤接触可引起毛发的燃烧,接触部位凝固性坏死、上皮组织碳化等。慢性接触可引起骨硬化症和韧带钙化。氟物质会与水或空气中之湿气反应成氟化氢或氢氟酸,如果超过20%氟化氢或氢氟酸污染致人体可能导致血钙过少。吸入氟的患者应立即转移至无污染的安全地方安置休息,并保持温暖舒适。眼睛或皮肤受刺激时迅速用水冲洗之后就医诊治。氟物质亦会与水或空气中之湿气反应成氟化氢或氢氟酸。水中生物部分,如混合气体大量的在河边或水中外泄,会导致鱼类或水中生物死亡。
安全防护
工作场所要通风保持空气新鲜干燥。要用特种钢瓶贮装。钢瓶存放时必须与其它物料隔离,特别是与能和氟反应的物料隔绝,要远离易起火地点。
着火时消防人员须在防爆掩蔽处操作,切不可将水直接喷射漏气处,否则会助长火势。灭火可用二氧化碳、干粉、砂土、废气可用水吸收。
个人防护设备: |
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卫生措施: |
使用时禁止吸烟或进食,并需注意环境整洁及个人卫生。 |
安全与运输
氟气是一种毒性极高的强腐蚀性气体,在湿空气中易形成氟化氢或二氟化氢。氟的腐蚀性突出表 现为强烈的酸性刺激性,其性质同氟化氢相似。与水、水蒸气反应,产生有毒腐蚀性烟气,并放出热。
氟气对皮肤的灼伤速度比氢氟酸快许多,眼睛是氟中毒的敏感部位,它对眼睛的刺激程度也大大超过 氢氟酸。呼吸到低含量的氟气不会产生明显的生理病变,但经过呼吸系统进入人体的骨组织内,引起化 学反应导致骨质松软。氟气属有毒压缩气体,宜储存于阴凉、通风仓内,,并应远离火种、热源。氟气应与易燃或可燃物、金属粉末等分开存放。
工程控制: |
工作场地需为通风良好场所,建议钢瓶放置在安全的通风处如毒气柜,操作时应有监控系统以降低员工暴露危险 |
控制参数 |
八小时日时量平均容许浓度
TWA |
短时间时量平均容许浓度
STEL |
最高容许浓度
Ceiling |
生物标准
BEI(ACGIH) |
0.1 ppm |
2.0 ppm |
10 ppm |
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生物指标 |
LD50(测试动物吸收途径) |
LC50(测试动物吸收途径) |
测试动物( - )吸收途径 |
测试动物(185ppm)吸收途径 |
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生态资料
可能之环境影响/环境流布:氪气、氖气为大气中自然产生之气体成分之一,不会造成环境影响。在自然水中,包含了钙及其它含碱之化学物质,与氟物质接触后会产生氟化钙及其它的氟化盐物质等中和现象。此外,氟物质亦会与水或空气中之湿气反应成氟化氢或氢氟酸,所有作业操作必须以降低环境中污染物为目标。 |
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水中生物:混合气体中的氟物质,会对水中生物产生不利的影响,如果混合气体大量的在河边或水中外泄,会导致鱼类或水中生物死亡。 |
臭氧消耗影响:此混合气体的成分不为第一级或第二级臭氧消耗的化学成分 |
废弃处置方法
废弃处置方法:以慢速通过苏打 (碳酸钠) 吸收过滤之 |