稀土材料--氟化钇

氟化钇 YF3(三氟化钇)

CAS:13709‑49‑4,正交晶系白色稀土氟化物粉体,半导体等离子防腐涂层、光学镀膜主流材料,也用于熔盐电解制备金属钇。

一、基础物性参数

表格
项目参数
分子式YF3
分子量145.90
外观白色结晶粉末
密度4.01 g/cm3
熔点1387℃
沸点2227℃
折射率 @550nm1.49‑1.51
透光区间0.19~12 μm(紫外‑红外宽透过)
溶解性几乎不溶于水、稀盐酸、稀硝酸;溶于热高氯酸;空气中轻微吸潮
注意:大气高温加热容易氧化生成氟氧化钇 YOF、Y₅O₄F₇,氧杂质升高会破坏涂层性能。

二、主要应用

1. 半导体等离子喷涂涂层(最常用)

  • 等离子刻蚀腔体防护,抵抗卤素等离子(、、)腐蚀,替代氧化钇,产尘更少。

  • 喷涂粉:造粒 15‑45 μm;大气等离子喷涂会出现氟挥发、氧升高;尽量低压等离子喷涂 LPPS,控制氧含量 2‑4 wt%,孔隙率<5%,硬度 HV350‑470。

  • 喷涂后可以研磨抛光,可做到Ra<0.2 镜面(和你前面焊接光洁度需求对应),抛光去除表层微裂纹,减少颗粒脱落污染腔体。

2. 光学镀膜(蒸发料,颗粒 / 锭)

  • UV‑IR 增透膜,无放射性,替代氟化钍ThF4;膜层应力小,适合多层膜系。

  • 纯度常用99.9%、99.99%

3. 其他

  1. 氟化物红外光纤、上转换发光材料、激光晶体基质原料。

  2. 熔盐电解生产金属钇原料。

  3. 特种光源碳弧电极涂层。

三、粉体 / 涂层关键质量关注点

  1. 氧含量:高纯 YF₃氧越低越好;喷涂后涂层氧最好控制<4%;氧过高生成 YOF,抗等离子腐蚀大幅下降。

  2. 纯度:稀土杂质、重金属杂质,半导体场景要求极低杂质。

  3. 相纯度:XRD 检测,尽量单一正交 YF₃相,少氟氧化钇杂相。

  4. 吸潮:粉体密封干燥保存,受潮高温处理会加重氧氟置换。

四、安全注意(MSDS)

  • 粉尘吸入有害,刺激呼吸道;皮肤眼睛会刺激。

  • 操作必须排风,佩戴防尘口罩、护目镜、手套。

  • 热分解会释放氟化氢,高温加工(喷涂、熔炼)必须强排风。

五、结合你前面 Ra<0.2 场景

氟化钇等离子喷涂腔体件工艺路线:
LPPS 低压等离子喷涂 YF₃涂层(厚度 50‑150 μm)→粗磨→精磨→逐级金刚石研磨抛光,可实现 Ra≤0.2 镜面腔体内壁
⚠️不要指望喷涂直接出 Ra0.2;喷涂态一般 Ra3‑8,必须后续机加工抛光。
大气等离子喷涂 YF₃涂层氧含量偏高,不建议用于半导体高洁净腔体


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