物質(zhì)的應用領(lǐng)域往往是由其基本性質(zhì)決定的，因此要從根本上了解六氟化硫的應用領(lǐng)域，首先需要了解六氟化硫的基本物理和化學(xué)性質(zhì)。
 

六氟化硫最早由兩位法國化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成，至今已有百余年歷史，1940年美國軍方開(kāi)始將其應用于曼哈頓計劃（核軍事），1947年開(kāi)始商用，20世紀五六十年代開(kāi)始應用于電氣設備中，也是大規模民用的開(kāi)端。六氟化硫的化學(xué)式是SF6，它是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒和不可燃且透明的惰性氣體。在20℃和0.1MPa時(shí)密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態(tài)，其臨界溫度為45.6℃，三相點(diǎn)溫度為-50.8℃，常壓下升華點(diǎn)溫度為-63.8℃。
 

六氟化硫具有十分優(yōu)異的絕緣性能。作為一種溫室氣體，六氟化硫具有超越同類(lèi)氣體的強負電性，六氟化硫的分子能夠輕易的吸附物理電場(chǎng)內存在的自由離散電子，并形成具有較大質(zhì)量的負離子，這一特性能有效地降低氣體中的電離碰撞，實(shí)際上就起到了絕緣作用。有科學(xué)數據表明，在一般的均勻電場(chǎng)中，六氟化硫的絕緣強度能達到空氣的2倍以上。隨著(zhù)氣壓升高，其絕緣性能也會(huì )逐漸提升，在4個(gè)大氣壓下，其絕緣性相當變壓器油。六氟化硫氣體在T≈2000K時(shí)出現熱分解高峰，這意味著(zhù)當交流電弧電流過(guò)零時(shí)，其對電流弧道的冷卻功效將遠超空氣。在實(shí)際測量和應用環(huán)節中，科學(xué)家和工程師們發(fā)現六氟化硫的滅弧能力能超過(guò)空氣的百倍。由于具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學(xué)穩定性，在超高壓和特高壓斷路器中，六氟化硫作為滅弧介質(zhì)，已取代油，并已大量取代了壓縮空氣。得益于六氟化硫的超強絕緣性，以其為絕緣材料的電氣設備能夠極大地縮小絕緣距離，相應的，這些電氣設備的設計空間和體積就能有極大地縮減。正是由于這些優(yōu)異的電氣性能的存在，六氟化硫才在電力工業(yè)中得到了越來(lái)越多的應用。
 

六氟化硫雖具有強大的溫室效應能力，但是在它合成之初人們并沒(méi)有意識到這一問(wèn)題，反而由于其優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)而被廣泛的應用于多種行業(yè)和領(lǐng)域中。由于其良好的絕緣性和滅弧性，六氟化硫已被廣泛的應用于電氣斷路和絕緣產(chǎn)品和工藝中，如斷路器、高壓開(kāi)關(guān)、高壓變壓器、高壓傳輸線(xiàn)、互感器等。近年來(lái)，六氟化硫也開(kāi)始不斷的向中低壓電氣開(kāi)關(guān)設備中應用和擴展。具體而言，六氟化硫在電力行業(yè)的主要應用場(chǎng)景包括：
 

（1）氣體絕緣全封閉組合電器（gas insulatedsubstation，GIS）。GIS設備由多種斷路器、開(kāi)關(guān)、避雷器和連接件組成，這些零部件部分或全部密封于金屬接地的保護殼內，其內部填充有特定氣壓的六氟化硫氣體，以發(fā)揮絕緣功能。20世紀60年代，GIS設備已經(jīng)開(kāi)始在世界各地的高壓、超高壓和特高壓領(lǐng)域廣泛應用。由于六氟化硫的超強絕緣性和滅弧性，使得GIS設備在占地空間、裝配性、安全性、后續維護性方面具有較強的優(yōu)勢，也因此GIS設備的使用正處在高速增長(cháng)階段，相應的，六氟化硫的使用量也隨之快速增加。在這快速攀升的六氟化硫使用量背后，也暗含著(zhù)驚人的泄漏量。以大型的發(fā)電廠(chǎng)、變電站為例，其年泄漏量可達數百千克。尤其令人不安的是，雖然GIS設備已經(jīng)在世界范圍內的電廠(chǎng)和變電站廣泛使用，但是關(guān)于六氟化硫的年泄漏量仍然缺乏科學(xué)精確的統計數據。
 

（2）斷路器。由于六氟化硫的優(yōu)異絕緣性和滅弧性，斷路器領(lǐng)域也成為了其重要的應用場(chǎng)景。到目前為止，六氟化硫斷路器的最高應用工作電壓已經(jīng)達到了765kV，由此可見(jiàn)其在斷路器領(lǐng)域具有的廣泛應用場(chǎng)景。從整體來(lái)看，在中壓斷路器領(lǐng)域，六氟化硫斷路器占比約為50%，而在110kV及以上的中壓和高壓、超高壓斷路器中，空氣、油斷路器都已基本被六氟化硫斷路器所替代。
 

（3）電流互感器。通俗而言，電流互感器的作用就是將交流電路中的較大的電流通過(guò)電磁原理轉化為一定比例的較小的電流，以實(shí)現科學(xué)測量和繼電保護的作用。根據絕緣材料的不同，電流互感器主要分為六氟化硫氣體電流互感器和油浸式電流互感器。就我國的情況而言，六氟化硫氣體電流互感器的實(shí)際使用比例要遠超油浸式電流互感器。在不同的電壓等級中，六氟化硫氣體電流互感器的使用比例也不盡相同，其中在220kV、110kV和500kV電壓等級中使用比較較高，分別占比45%、35% 和15%。廣泛的應用，也意味著(zhù)較高的電氣設備故障率和氣體泄漏率，從近年的統計數據來(lái)看，因電流互感器的導致的氣體泄漏和逃逸現象正呈現逐年遞增趨勢。
 

（4）其他中壓電器設備?；诹蛟陔姎饨^緣、滅弧等方面的優(yōu)異表現，大量的中壓電氣設備中也開(kāi)始將六氟化硫作為絕緣氣體。開(kāi)關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜等各種配電設備中開(kāi)始大量地將六氟化硫作為新的絕緣材料。從整體上來(lái)看，以六氟化硫為絕緣材料的開(kāi)關(guān)柜設備的市場(chǎng)份額有逐年上升的趨勢。隨著(zhù)六氟化硫向中壓電器市場(chǎng)的擴散，其用量必然是驚人的，而更令人擔憂(yōu)的還是六氟化硫在這些電氣設備中的泄露和逃逸量以及其所產(chǎn)生的溫室效應。
 

高純度的六氟化硫在我國尖端科研和生產(chǎn)部門(mén)中也扮演者重要角色，被認定為急需的特種氣體，在TFT-LCD面板廠(chǎng)及半導體微電子工業(yè)中用于清潔氣體和等離子蝕刻氣體，在光導纖維制造中用作隔離層摻雜劑，在鎂及其合金的冶煉過(guò)程中，高純度的六氟化硫或其混合氣體可作為保護氣體防止鎂及其合金被氧化。在醫療領(lǐng)域，六氟化硫可以作為一種安全的造影劑用于超聲造影，特別是肝臟腫瘤的造影檢查，一般將六氟化硫經(jīng)靜脈注射后溶于血液，而后通過(guò)呼吸方式緩慢排除。在采礦工業(yè)中，六氟化硫氣體還可以作為反吸附劑，在礦井煤塵中用于置換氧氣，保證礦井作業(yè)安全。從總體而言，六氟化硫的主要應用場(chǎng)景仍然集中在電氣絕緣工藝中。近數十年以來(lái)，人類(lèi)逐漸意識到溫室氣體對氣候變暖的重要影響，開(kāi)始降低非可再生能源的使用比例，轉而增加了綠色替代能源的使用范圍，如積極發(fā)展風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等綠色能源，這就導致了各國需要大批量的更新和更換輸電設備，這其中就包括大量的變壓器等電力交換設備。為了電力安全起見(jiàn)，新增的電力交換設備大多采用先進(jìn)的氣體絕緣設備，以現階段的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)水平，六氟化硫就是最佳的絕緣氣體。據相關(guān)統計數據顯示，全世界80%的六氟化硫氣體被應用于氣體絕緣開(kāi)關(guān)設備中，電力行業(yè)每年六氟化硫的排放量達到了8100噸，而據美國《科學(xué)新聞》網(wǎng)站2019年12月4日的報道，到2019年底，全球化石燃料燃燒排放的二氧化碳排放量將達到368億噸，相較于2018年的365.7億噸仍有顯著(zhù)增長(cháng)。雖然六氟化硫的年排放量遠低于二氧化碳，但是鑒于六氟化硫遠超于二氧化碳的全球變暖潛勢值，以及其在大氣中超長(cháng)的生命周期，六氟化硫對氣候變暖的貢獻仍然值得我們給予相當的關(guān)注和重視。因此，對六氟化硫的科學(xué)回收和處理，以及積極尋找替代氣體已經(jīng)刻不容緩。