SF6-gas eða svafnsexafúr gas eiginleikar
Saga um SF6
SF6 eða svafurs hexafluorid gassmolekúl eru samsett af einum svafur og sex flúór atómum. Þessi gass var fyrst staðfest árið 1900 í laboratórím Faculte de Pharmacie de, í París. Árið 1937 staðfesti General Electrical Company að SF6 gass geti verið notað sem gassinsulátor. Eftir seinni heimsstyrjöld, þ.e. í miðju 20. öld, stóð notkun svafurs hexafluorid gasses sem insulátor í rafkerfum að stiga hratt upp. Allied Chemical Corporation og Pennsalt voru fyrstu amerísku virksmiðjanir sem byrjuðu að framleiða þennan gass handvirkt árið 1948. Árið 1960 varð notkun svafurs hexafluorid gasses í hágildis spennuskiptingarvélum vinsæl. Síðan eftirbeiðni fyrir þennan gass stóð upp, byrjuðu margar framleiðendur í Evrópu og Ameríku að framleiða SF6 gass á stórum skala. Fyrst var SF6 gass aðeins notað til insulatiónar í rafkerfum. En strax kom í ljós að þessi gass hefur ótrúlega góða bogavélsundunar eiginleika. Því byrjaði hann að vera notaður sem sundaran meðla í bogaundankastari. Fyrsta SF6 gassinsulátuð undirkraftaverk var stofnað í París árið 1966. Miðgildis bógarundankastarar með svafurs hexafluorid gassi komu á markað árið 1971.
Framleiðsla á SF6 gass
SF6 gass er framleidd handvirkt af reynslu flúórs (fengin af elektrolysu) við svafur.
Á meðan framlagning ferlið er í gangi, eru aðrar sveiflur eins og SF4, SF2, S2F2, S2F10 framleidd í litlu hlutfalli. Ekki aðeins þessar sveiflur, heldur eru órennileikar eins og loft, fukt og CO2 einnig til staðar í gassinu, á meðan framlagning ferlið er í gangi. Allar þessar sveiflur og órennileikar eru síurðar í mismunandi skrefum rennslu til að fá hreina og lagfærða endurgerð.
Efnahagslegar eiginleikar SF6 gasses
Til að skoða efnahagslegar eiginleikar SF6 gasses, kynnum við fyrst uppbyggingu SF6 molekúls. Í þessu gassmolekúli er einn svafuratomi umringaður af sex flúór atómum.
Svafur hefur atómhnúmer 16. Elektronshornun svafuratamsins er 2, 8, 6 d.þ.e. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Flúór atamin hefur atómhnúmer 9. Elektronshornun flúórsins er 1S2 2S2 2P5. Hvert svafuratami í SF6 molekúli myndar sameind bind á með sex flúór atómum. Með þetta fær svafuratami heilt 6 sameind bind, d.þ.e. 6 par elektróna á ytri hornuni, og hver flúór atomi fær 8 elektróna í sitt yttasta horn.
NB: – Hér má sjá að í svafurs hexafluoridi er ytri horni svafuratamsins með 12 elektrónum í stað 8. Það þýðir að svafurinn bregst ekki almennum oktalsreglunni í atómhornun sem segir að stabilt atóm þarf 8 elektróna í yttasta horninu. Þetta er ekki undantekning. Sumir efni í 3. horninu og neðar fyrir geta myndað sameindir sem hafa ofar 8 elektróna í yttasta horninu. Molekylaraðferð þessa gasses er sýnd hér fyrir neðan,
Með þetta uppfyllir SF6 fullkomlega stabila hornunarskilyrði. Virka geisli svafurs hexafluorid molekúls er 2.385 A. Þessi elektronshornun og uppbygging gasses gerir SF6 mjög stöðugt. Gassinn getur verið stöðugt án nokkurra brotsaða í hornunarmynstri sínu upp í 500°C. Hann er mjög óbrennilegur. H2O og Cl geta ekki reynað við þetta gass. Hann reynir ekki heller við syru.
SF6 gass er annaðhvort þungustu gass. Drengur þess gasses við 20°C við einn atmosfærutrykk er um 6.139 kg/m3 sem er um 5 sinnum hærri en loftið við sömu skilyrði. Molekulareikningur þessa gasses er 146.06. Breyting tryggs með hiti er línuleg fyrir svafurs hexafluorid og er litill innan þjónustuhitar, d.þ.e. frá – 25 til + 50°C. Rúmmalsspecífík hittur þess gasses er líka há. Hann er um 3.7 sinnum hærri en loftið, og vegna þess hefur þessi gass ótrúlega góð kjölverk á raforku. Hitaleiðslan þess gasses er ekki mjög há, hún er jafnvel lægra en loftið. Hann er samt gott val fyrir kjölverk í bógarundankastari. Það er vegna þess, að á meðan svafurs hexafluorid molekúl dreifast um rafljós, sluka þessi molekúl mikla hita. Þessi hita er svo gefin aftur þegar molekúlin endurmynda sig í perifería rafljóssins. Þessi ferill hjálpar að flytja hita frá heitu svæði til kalta svæðis mjög fljótt. Það er vegna þess að þessi gass hefur frábær kjölverk við háa hita, þrátt fyrir að hitaleiðslan hans sé ekki mjög há.
Rafmagnseiginleikar SF6 gasses
SF6 gass er mjög eldnefnd. Vegna hár eldnefnis, tækur hann friða elektrón sem eru myndaðir vegna boga milli tenginga í bógarundankastara. Samsetning friða elektróna og molekúla myndar tunga og stór ion, sem hafa mjög lágt færslukraft. Vegna tekins af friða elektrónum og lága færslukrafts ions hefur SF6 mjög góða dielektrísku eiginleika. Dielektrísk styrkur SF6 gasses er um 2.5 sinnum hærri en loftið.
