Lignes de fluoration

La thématique Matériaux Inorganiques dispose de différentes techniques spécifiques de synthèse de matériaux fluorés dont la fluoration par voie gazeuse. Deux lignes de fluoration sous acide fluorhydrique HF anhydre et fluor moléculaire F₂ permettent de réaliser le traitement chimique de solides sous agents fluorants gazeux très réactifs aux propriétés hautement toxiques et corrosives.

Exemples d'application

- synthèse de précurseurs fluorés de grande pureté nécessaires aux recherches de la thématique,

- traitement de matériaux pour réduire le taux de groupements hydroxyde (OH^-),

- synthèse de nouveaux fluorures par oxydation topotactique sous F₂,

- synthèse de fluorures inorganiques de hauts degrés d’oxydation.

Caractéristiques techniques

Conditions : HF pur, F₂ pur ou dilué. Ces agents fluorants sont très réactifs, le fluor étant l’élément le plus électronégatif de la classification périodique. F₂ est un agent à fort pouvoir oxydant.

Les deux lignes permettent des fluorations en mode dynamique (balayage) tandis que la ligne de fluoration sous F₂ offre la possibilité supplémentaire d'une fluoration en mode statique par suivi de la pression. Les matériaux de chaque ligne sont adaptés à l’agent fluorant et chaque ligne comporte un module de neutralisation idoine pour éviter tout rejet dans l’atmosphère.

Volume des enceintes : 0,5 L

Matériau des enceintes : nickel

Masses traitées : 100 mg à quelques grammes

Température : 20 - 600°C

Pression : ambiante

Matériaux traités : chlorures, fluorures, oxydes, polymères...

Chaque four de fluoration dispose d'une configuration à demi coque afin de pouvoir transférer les fluorures préparés en boite à gants sans aucun contact avec l'air ambiant.

Automatisation et sécurité

Compte tenu de la dangerosité des agents fluorants HF_anhydre et F₂, l'installation a été confinée dans une pièce sécurisée et son pilotage à distance est entièrement automatisé et asservi à un ensemble d'alertes (fuite HF, coupure électrique, arrêt sorbonne...) pour pallier tout accident. L'automatisation complète de l'installation permet de plus une reproductibilité accrue par la création de recettes.

Cette construction a été développée sur la base du savoir-faire de l'équipe et des échanges avec différents membres du réseau français du fluor.

Cette installation a été cofinancée par l'ANR FLUOBAT, Le Mans Université et le CNRS.