一、三甲基硼的特点及纯化技市指标

三甲基硼为无色气体，它的熔点-161.5℃；沸点-20.2℃，在空气中能自燃，发出蓝色火焰，室温时对水稳定。碱的水溶液容易吸收三甲基硼，生成加成化合物。一般制造三甲基硼有三种方法：①有机镁的化合物与三氟化硼的反应；②三氯化硼与甲基肿的蒸气反应；③硼酸酯与甲基锌的反应。

随着气相成膜技术的不断完善，三甲基硼提到日程上来，三甲基硼从稳定性的角度考虑，一定程度可以代替硼烷，见表2.33。三甲基硼除了应用于光伏外，还可应用于核反应应用设备的耐高温的成膜材料。

表2.33  硼烷和三甲基硼应用比较

*理论计算三甲基硼是硅碳键结合，而硼烷是硼氢键结合，最后取决于三甲基硼制造的光电池质量在某些方面优于硼烷。

**在250℃时的数据。

与其他电子气一样，高纯三甲基硼的技术质量指标由美国SIGMA公司首先提出：纯度为98.35%，其杂质含量：

O₂＜1ppm；H₂＜50ppm；N₂＜10ppm；CH₄＜100ppm；CO₂＜10ppm；(CH₃)₂C₂H₅B＜15000ppm；N(CH₃)₃＜1000ppm。

SIGMAALDRICH公司提出能够生产5N三甲基硼，但是没有提出具体杂质指标。

作者团队与国内有关单位已经能够实现小规模生产，但产品纯度有待进一步提高。

二、多级离心分离技市应用于气体纯化

不同质量的气体分子作相同角速度的圆周运动时，所受到的离心力是不同的。质量大的受到的离心力大，反之质量小离心力小。而且这种离心力随质量增加很快。它们在被离心力抛出时，重的总是抛得很远，轻的则落在近处。质量差一点，距离却差得很多，也就是分离系数很大。

离心机以角速度ω旋转时，在半径r₁和r₂处分别取样(r₁,r₂)，则分离系数α表达见下式：

离心法的分离系数是绝对质量差的函数，而不像其他方法那样是相对质量差的函数，这点对分离重元素的同位素十分有利。现在出现一种叫逆流离心法，此法是使离心机轴心处富集的轻组分向上流动，至转筒顶部再沿桶壁反向流回，从而实现多级离心平衡增大分离效果。这就是所谓的多级离心(centrifuga cascade)分离技术。

在逆流离心机内，经过多级分离的轻组分富集于顶部，而重组分在底部浓缩。

这种分离效应只与两个待分离粒子的质量差有关，只要△M相同，轻重元素分离效果都一样。俄罗斯Belyantsev等采用多级离心技术实现高纯AsH₃、 SF₆生产，这种最新技术已经从理论上证明能够对于相差lamu(1amu=lu=1.660 54×10^-27 kg)质量的两种分子的分离。

用离心分离法对电子气体进行纯化却是一种新方法，气体离心分离的转筒见图2.76。

离心机在运动过中产生的离心加速度和重力加速度的比值，叫做离心机分离因素F_r。其理论基础是：

F_r＝rω²/g；ω＝2πn/60

式中，r为离心机的转鼓半径；ω为离心机的角速度;n为转鼓转速。

分离因素是离心机分离能力的主要指标，分离因素F越大，物料所受的离心力就大，分离效果就好，目．前工业用离心机的分离因素F值有数百道数十万。一般离心机的Fr为500～1000。

图2.76  气体多级离心分离其中一级示意图

1-原料气进口；2-富集的重气体成分；3-待二次富集气；4-转筒；5-电动机；6-护套

分离因素Fr与离心机的转鼓半径r成正比，与转鼓转速n的平方也成正比(见上述公式)，因此提高转鼓转速比增大转鼓半径对分离因素的影响要大得多。分离因素F_r的极限取决于转鼓的机械强度，一般超高速离心机的结构特点都是小直径、高转速。

同位素分离包括气体扩散法、热扩散法、电磁法(与质谱计类似)和气体离心法四种。而气体的多级离心分离过去应用于铀的235和238同位素分离，现在俄罗斯科学家S.1.Belyantsev等采用多级离心分离技术，对砷烷和六氟化硫进行纯化，纯化前后的结果见表2.34、表2.35。

表2.34  多级离心分离后砷烷纯度比较

表2.35  多级离心分离前后六氟化硫纯度比较

传统的气体纯化有精馏、物理吸附、化学吸附、萃取、深冷、热扩散等，现在这种最新技术公开，有可能实现对类似的NF₃, SiF₄ , WF₆等电子用气体进行多级离心分离提纯。