楠木軒

貴金屬中的“平民英雄”可以和黃金媲美貴金屬中的重要成員!

由 費玉榮 發佈於 科技

有媒體稱,一些不良企業可以將20克銥金加工成25克。銥不僅在元素性質上與黃金相似,而且價格便宜。如果在20克黃金飾品中加入5克銥,不良商家可獲利1000元。
貴金屬家族的重要成員
銥是一種鉑金屬元素,在元素週期表中原子序數為77,原子量為192.22。
1803年,法國化學家科爾斯·德斯科蓋蒂等人研究了溶解在王水中的鉑系礦石殘渣。他們發現殘渣中有兩種不同於鉑的新金屬,都不溶於王水。1804年,法國化學家泰納德發現並命名了這兩種元素。其中一個被命名為銥,元素符號是IR。這個詞來自希臘語,最初的意思是“彩虹”。這可能是由於二氧化銥從溶液中析出,顏色會變為綠色、紫色、深藍色、黑色等。1813年進行了第一次銥熔鍊實驗;1860年,俄羅斯帝國造幣廠用約8公斤的原生含銥原料和其他殘渣為原料,生產了1.805公斤的銥錠。從那時起,人們做了大量的工作來解決銥的加工問題。
地殼中銥的含量為1/10百萬,常與鉑族元素一起分散於各種沖積、砂礦礦石中。
鉑族金屬(PGMS)是一種稀有、珍貴的金屬,其回收利用一直受到人們的重視。鉑族金屬可以從廢催化劑、廢電器元件、含鉑的破碎器皿、廢電鍍液和珠寶廠的廢料中回收。從富含鉛、銠、銥、鋨、釕的廢渣中,經浸出、煅燒、熔融、蒸餾、溶解,可得到銥粉。
鉑族金屬和合金有許多重要的工業應用。在過去,它主要用於製造蒸餾器。人們還用鉑銥合金製造標準的儀表和砝碼。19世紀中葉,俄羅斯用鉑銥合金製造金幣並在市場上流通。目前,鉑族金屬及其合金主要用於催化劑的製造。鉑銥、鉑銠和鉑鈀合金由於具有較高的抗電弧燃燒性能而被用作電接觸合金。
貴而不嬌的多功能金屬
銥雖然是一種稀有的貴金屬材料,但價格昂貴卻不嬌貴。銥的密度為22.65g/cm3,是已知元素中最高的。銥具有較高的熔點(2454℃),因此銥製品可以在高温下使用(温度範圍為21-2200℃),但其低温塑性較差。銥也是最耐腐蝕的金屬,普通的腐蝕劑不能腐蝕銥。緻密的銥不溶於所有無機酸,也不受其他金屬熔體的侵蝕,如熔融的鉛、鋅、鎳、鐵、金等。它能抵抗許多熔融試劑和高温硅酸鹽。與其他鉑族金屬合金一樣,銥合金對有機物有較強的吸附能力,可作為催化劑材料。
銥具有熔點高、耐腐蝕性強等優點,廣泛應用於航空航天、醫藥、汽車等行業。
銥具有高熔點和高穩定性,但其脆性和高温損耗限制了其應用。銥最初被用作筆尖材料。
後來,它被用於注射針、平衡片、指南針架、電接點等。用鉑銥合金製作的實驗容器,如坩堝、電極、電阻絲等,是化學實驗室必備的實驗容器。銥坩堝可以用來生長難熔氧化物晶體。坩堝在2100-2200℃下可工作數千小時。銥的高温抗氧化性和熱電性能使銥/銥銠熱電偶成為唯一能測量大氣温度達2100℃的貴金屬測温材料。銥可用作放射性熱源的容器材料。氧化銥薄膜是一種很有前途的電致變色材料。Ir192是一種可用於無損檢測和放化療的γ射線源。
銥合金的特殊用途
銥合金是以銥為基礎,含有其他成分。大多數銥合金易碎且難加工,限制了其應用。在生產中,用少量的鎢或鉿來改善銥的加工性能;加入少量的鋁、鐵和釷來提高銥的衝擊韌性。銥合金熔點高,高温強度高,抗熱震性好,在高温下與石墨和二氧化鈈(PUO2)相容。它被選為航空航天和醫療熱電器件的核燃料容器材料。
靶材是高速高能粒子轟擊的靶材,用於高能激光武器。不同功率密度、不同輸出波形和不同波長的激光與不同目標相互作用時,會產生不同的損傷效應。靶材有多種,如單金屬靶材、陶瓷靶材、合金靶材等。其中,合金靶是比較常用的靶材,包括銥錳靶、銥錸靶等。
銥合金汽車火花塞具有電弧強度高、温度高、響應速度快、不易積碳等優點,使電極尺寸大大小於普通火花塞。
下面介紹幾種重要的銥合金及其應用
銥鎢合金:鎢具有高比重、高硬度、良好的導熱性、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性、低膨脹性和高温下的尺寸穩定性。在所有金屬中,鎢的熔點最高(達3380℃),蒸汽壓最低,抗拉強度最高(1650℃),耐腐蝕性很好。大多數無機酸對它幾乎沒有腐蝕性。因此,鎢是製造重金屬合金的理想材料。銥本身具有高熔點和化學穩定性,耐高温腐蝕。鎢和銥合金的耐磨性、硬度、強度和耐熱性進一步提高。正是這些寶貴的性能,使銥鎢合金成為當今高科技水晶玻璃行業不可或缺的設備部件。
銥銠合金:銥銠合金是最重要的銥合金。它是一種連續的固溶體(成分發生變化但結構和對稱性保持不變的合金)。隨着銠含量的增加,其密度和硬度降低,壓力加工性能提高,耐高温氧化性提高。銥銠合金可用作熱電偶材料。
銥鈰合金:銥逸出功(電子從材料表面逃逸以克服原子核束縛所需的最小能量)為5.4ev,熱電子發射較差。通過添加稀土元素,銥的逸出功率可降低到2.5-2.6ev。例如,銥鈰合金具有高温強度和高發射容量,用該合金製成的熱陽極可以獲得較高的發射電流密度。
銥鋨合金:包晶合金,硬脆,加工難度極大。銥鋨合金含有30?0?鋨(原子分數),是一種很好的陰極塗層材料。銥鋨合金因其硬度高,還可用於製作筆尖和筆尖材料。
摻雜銥粉冒充千足金
雖然銥是稀有貴金屬,但純度為99.9?銥市場價格可以達到270元/克,但隨着人們加工能力的提高和金價的上漲,銥的相對價值正在下降。説按5?0?比例加入銥粉,可以提高黃金的硬度。銥粉的最低價格為98元/克,而黃金原料的價格約為390元/克,一些不法商家利用銥粉製作含銥的黃金首飾。這種造假方法,僅靠人的看、摸、用試金石測試甚至測量比重,很難鑑別。為了使“假黃金”原形出現,往往需要用刀將黃金切開,高温燃燒,並檢測化學藥劑。