Соли металлов TbF3 в Минске

Соли металлов TbF3 — фторид тербия(III) для вакуумных покрытий и оптоэлектроники

Соли металлов TbF3 — это неорганическое соединение тербия с фтором, относящееся к классу фторидов редкоземельных элементов. В промышленной практике TbF3 (фторид тербия(III), CAS 13708-63-9) применяется преимущественно в виде порошка высокой чистоты или прессованных таблеток для испарения в вакуумных установках. Материал характеризуется температурой плавления 1172 C и плотностью 7,23 г/см, что определяет его поведение в процессах термического и электронно-лучевого напыления.

Технические характеристики и чистота

Для применения в оптике и микроэлектронике фторид тербия(III) поставляется с чистотой 99,9–99,99 % (3N–4N). Контролируемыми примесями выступают оксиды редкоземельных элементов (Dy, Gd, Yb), а также железо, кремний и кальций. Содержание кислорода в порошке не должно превышать 0,05 %, поскольку наличие оксидной фазы TbOF ухудшает оптическую прозрачность покрытий в ИК-диапазоне.

Гранулометрический состав порошка TbF3 для напыления обычно лежит в диапазоне 10–100 мкм. Для сублимации в вакуумных камерах используются таблетки диаметром 10–20 мм и высотой 5–10 мм, спрессованные без связующих добавок. Насыпная плотность порошка составляет 2,5–3,5 г/см, что необходимо учитывать при расчёте загрузки испарителя.

Применение в вакуумной металлургии и оптике

Основная область использования TbF3 — формирование тонкоплёночных покрытий методом резистивного и электронно-лучевого испарения в вакуумных установках типа ВУ-1А, ВУ-2М и УВН-71П-3. Материал испаряется из вольфрамовых и молибденовых лодочек при температуре 1100–1250 C без разложения, что обеспечивает стехиометрический состав плёнки. Скорость осаждения при токе испарителя 150–200 А достигает 2–5 нм/с.

Покрытия из TbF3 применяются в следующих системах:

• просветляющие и отражающие многослойные интерференционные покрытия для ИК-оптики ( = 3–12 мкм);
• активные среды твердотельных лазеров на основе фторидных стёкол;
• сцинтилляционные детекторы рентгеновского излучения в медицинской диагностике;
• защитные слои в оптоэлектронных преобразователях и фотокатодах;
• легирующие добавки при производстве фторидных оптических волокон.

В металлургии редкоземельных элементов TbF3 используется как компонент электролитных расплавов при получении металлического тербия и его сплавов с железом и кобальтом. В этом процессе фторид тербия(III) выполняет функцию источника тербия в электролизёрах с расплавленным фторидным электролитом при температуре 950–1050 C. Выход по току при плотности тока 0,5–1,0 А/см составляет 70–85 %.

Условия хранения и требования безопасности

Фторид тербия(III) относится к веществам 2-го класса опасности. При контакте с влагой воздуха возможен гидролиз с выделением фтористого водорода, поэтому материал хранят в герметично закрытой таре из полиэтилена или фторопласта в сухих помещениях при температуре не выше 30 C и относительной влажности не более 60 %. Срок хранения в заводской упаковке — 12 месяцев с даты изготовления.

При работе с TbF3 необходимо использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания (респираторы типа «Лепесток»), защитные очки и перчатки из нитрилового каучука. Предельно допустимая концентрация фтористого водорода в воздухе рабочей зоны — 0,5 мг/м. Утилизация отходов производится путём перевода в нерастворимые фториды кальция с последующим захоронением на специализированных полигонах.

Вопросы и ответы