二氟化氙（XeF₂）是稀有气体化合物中应用最广泛的强氟化剂之一。其分子呈直线结构，具有极高的氟化活性，在化学合成、气相蚀刻及材料表面改性中承担关键角色。当XeF₂接触工程材料时，其相容性由材料表面的化学键类型、反应产物的保护性能以及体系中是否存在水分共同决定。以下从反应机理出发，给出XeF₂与玻璃、金属、塑料三类材料的明确相容性结论。
1 氟化反应的本质
XeF₂的氟化活性来源于分子中较弱的Xe–F键。接触材料表面时，氟原子被转移到基材的活性位点，XeF₂还原为氙气并释放。对于金属M，反应通式为：
M + (n/2)XeF₂ → MFₙ + (n/2)Xe
反应能否持续进行，取决于生成的金属氟化物层是否致密并阻止氟原子向基体扩散。对于碳氢聚合物，XeF₂夺取C–H键中的氢并引入氟，导致链断裂和交联。对于无机氧化物，反应活性则取决于金属–氧键能与氟化产物稳定性的相对大小。
2 与玻璃的相容性
玻璃的主要组分是SiO₂。在完全干燥、无氢氟酸（HF）污染的条件下，XeF₂与高纯石英玻璃和硼硅酸盐玻璃完全相容。SiO₂中每个硅原子被四个氧原子以四面体构型包围，Si–O键能约为464 kJ/mol，远高于单质硅中Si–Si键的226 kJ/mol。XeF₂无法断裂致密的Si–O网络，因此不会侵蚀玻璃表面。这一特征使XeF₂成为MEMS工艺中高选择性硅蚀刻剂——它快速蚀刻单质硅，却几乎不与SiO₂反应。
体系中存在水分时，XeF₂立即发生水解：
2XeF₂ + 2H₂O → 2Xe + 4HF + O₂
生成的HF会迅速破坏硅氧网络，使玻璃表面失去光泽并产生SiF₄。因此，玻璃容器接触XeF₂前必须经严格干燥，且全程避免引入任何含水介质。在干燥惰性气氛下，硼硅酸盐玻璃可长期用于存放或输送XeF₂蒸气。
3 与金属的相容性
金属与XeF₂的相容性完全取决于其表面氟化物的保护能力。各类金属的结论如下。
镍是XeF₂系统中最可靠的结构材料。镍表面被氟化后生成致密的NiF₂层，该层具有金红石型晶格结构，氟离子在其中的扩散速率极低，一旦形成完整膜层，镍与XeF₂的反应立即终止。所有XeF₂储瓶、阀门和反应器优先采用镍或镍基合金制造。
蒙乃尔合金（Ni–Cu合金）表面同时形成NiF₂与CuF₂复合膜，两种氟化物互相填补晶界，防护性能接近纯镍。铜单质同样可形成致密CuF₂膜，在干燥系统中可用作管道或内衬材料。
不锈钢（304/316）含有Cr、Ni、Fe。铬优先氟化为CrF₃，该膜具有钝化效果。但基体中铁生成的FeF₃附着性差，在温度波动或机械应力下容易剥落。因此不锈钢仅适用于室温、干燥、低压的短期接触场合，不能作为长期储存容器的材质。
铝和钛均禁止使用。铝表面生成的AlF₃无法形成连续阻挡层，氟化反应持续深入，导致材料粉化。钛表面生成的TiF₄为分子晶体，不具备固态保护膜所需的机械强度，同样不能阻止腐蚀。碳钢因FeF₃疏松剥落，完全不能接触XeF₂。
4 与塑料的相容性
塑料的耐受性由高分子链中的元素组成直接决定。所有含碳–氢键的聚合物都与XeF₂发生放热氟化反应。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙和环氧树脂等材料，在XeF₂气氛中表面迅速氟化，生成C–F键并释放HF，同时引起断链和交联，导致材料变硬、龟裂和变色。这些普通塑料不能用于任何XeF₂密封或输送部件。
唯一耐受XeF₂的塑料类别是全氟聚合物。聚四氟乙烯（PTFE）分子式为-(CF₂-CF₂)ₙ-，分子中不存在可被取代的氢原子，且C–F键能高达485 kJ/mol，XeF₂无法对其进行氟化。全氟烷氧基树脂（PFA）和氟化乙丙烯（FEP）同样具有全氟主链结构，化学惰性与PTFE一致。工程应用中，PTFE垫片、PFA管道和FEP隔膜可安全用于XeF₂气体系统。
5 工程选材原则
XeF₂的相容材料体系明确限定为：镍及镍基合金（如蒙乃尔）、干燥的硼硅酸盐玻璃或石英玻璃、全氟聚合物（PTFE、PFA、FEP）。系统设计必须排除水分和任何含C–H键的有机物。金属设备在首次使用前需采用稀释XeF₂或F₂气体进行预氟化处理，使内壁生长完整的氟化物钝化层。操作温度应维持在常温范围，因为高温会加速腐蚀并促使XeF₂分解为Xe和F₂，后者对材料的侵蚀更为剧烈。遵循上述选材与预处理规则，XeF₂可在化学合成、半导体蚀刻及氟化工艺中实现安全稳定的长期应用。