四氟化硅（SiF₄）作为电子和半导体行业的重要原料,被应用于制造同位素硅、多晶硅、太阳能电池和多晶硅薄膜电池。作为太阳能电池用的多晶硅,不仅要求其纯度达到6N（99.9999%）以上,还要求其金属杂质总含量应低于1ppm（质量分数）,否则会造成载流子浓度和寿命的降低、电阻率的升高、光电转化效率的降低。贵州作为磷矿资源大省,每年约有500万吨磷矿开采量,加工的磷矿量约为400万吨,磷矿中氟的含量大约为2%⁴%。湿法处理磷矿石生产磷酸的过程中,SiF₄作为副产物而产生,如不进行回收利用,相当于每年约有100万吨以上氟硅资源的浪费。由于磷矿中存在大量的杂质,不可避免的就会给SiF₄气体中引入金属杂质,这些金属杂质的存在对SiF₄的纯度和应用产生了影响。目前国内对于SiF₄气体中金属杂质的分析还处于起步阶段,分析方法和检测体系还不完善,因此对SiF₄气体中金属杂质的检测及纯化研究尤为重要。本文首先对氟硅酸分解法制备SiF₄、氟硅酸钠热分解法制备SiF₄、冷冻净化SiF₄、高纯SiF₄气体中的微量元素和稀土元素进行测定,发现4种方法制备的SiF₄气体中金属杂质总含量均超过10000ppm,其中以氟硅酸分解法制备SiF₄气体中金属杂质总含量最高,达到43422.78ppm。然后对不同方法制备的SiF₄气体中金属杂质的含量及分布进行了研究,发现大部分金属杂质的含量都在10ppm以下。同时还对氟硅酸分解法制备SiF₄冷冻净化前后金属杂质含量的变化进行分析,发现经过冷冻净化以后,SiF₄气体中金属杂质总含量的减少率为75%,单个金属杂质含量的减少率在50%⁹8%之间,表明冷冻净化在一定程度上能够降低SiF₄气体中金属杂质的含量,并且对不同的金属杂质降低的效果不同。其次,采用最大似然法建立正态分布函数模型分别对氟硅酸分解法制备SiF₄、氟硅酸钠热分解法制备SiF₄、冷冻净化SiF₄、高纯SiF₄气体中金属杂质总含量进行理论计算,发现实际测定值均高于理论计算值4个数量级,表明SiF₄气体中存在一种或几种金属杂质的异常高浓度,同时也说明SiF₄气体的制备、吸收、消解过程中存在金属杂质的污染。另外,通过把不同方法制备的SiF₄气体中总金属杂质分为4类并绘制正态分布函数曲线进行理论计算,得出如下结论:在金属杂质分类中,碱金属及碱土金属具有高浓度,稀土元素在一定的浓度范围内决定样品纯度的概率要小于碱金属及碱土金属,过渡金属和P型元素居中。稀土元素对于平均浓度和总金属杂质浓度有很大的贡献,过渡金属和P型元素居中,碱金属及碱土金属的贡献最小。最后,考察了玻璃器皿、气体管路、实验室的洁净度对SiF₄气体中金属杂质含量测定的影响,并对实验条件进行优化（1）所有的玻璃器皿在使用之前需在10%的硝酸中浸泡12小时（2）管路、阀门、接头均采用聚四氟乙烯材质（3）样品的转移、消解在1000级的超净室中进行。经过优化,SiF₄气体中测定的金属杂质总含量为12.31ppm,金属杂质含量低于1ppm的数量约占金属杂质总数量的96%,表明通过对玻璃器皿、气体管路、实验室的洁净度进行优化,能够降低金属杂质的污染,减少对SiF₄气体中金属杂质含量测定的影响。