銥是什麼金屬?

General 更新 2024-07-02

銥元素是什麼東西?金屬銥有什麼作用 20分

位於第八族,VIII.是過渡金屬元素, 銥在地殼中的含量為千萬分之一,常與鉑系元素一起分散於沖積礦床和砂積礦床的各種礦石中。

銥屬於鉑系金屬,和鉑一樣呈白色,另帶少許黃色。銥堅硬易碎,熔點也非常高,所以很難鑄造和塑性。銥是唯一一種在1600 °C以上的空氣中仍保持優良力學性質的金屬。其沸點極高,在所有元素中排第10位。銥在0.14 K以下會呈現超導體性質。

銥是什麼?做什麼用?

銥:原子序數77,原子量192.22,元素名來源於拉丁文,原意是“彩虹”。1803年英國化學家坦南特、法國化學家德斯科蒂等用王水溶解粗鉑時,從殘留在器皿底部的黑色粉末中發現了兩種新元素—鋨和銥。銥在地殼中的含量為千萬分之一,常與鉑系元素一起分散於沖積礦床和砂積礦床的各種礦石中。自然界存在兩種同位素:銥191、銥193。人工放射性同位素192Ir是通過穩定元素191Ir受中子輻射獲得。衰變放出γ射線,半衰期74.2d,常用於工業探傷。(正常情況下放射性物質經過十個半衰期以後,輻射強度已經不足以造成危害,工業探傷使用銥源是一個相對安全的選擇。 用途簡介

銥的需求量從2009年的2.5噸升至2010年的10.4噸。這主要是因為電子相關應用的需求量從0.2噸升至6噸:銥制坩堝被廣泛用於大型高質量單個晶體的生產,而這些晶體的需求在這段時間大大提高。銥的消耗量預期將因為積累的坩堝庫存而飽和,這在2000年代也曾經發生過。其他重要應用還包括火花塞(2007年消耗0.78噸)、氯鹼法所用的電極(同年消耗1.1噸)以及化學催化劑(同年消耗0.75噸)。[5]

工業及醫學

銥的應用大部份運用其高熔點、高硬度和抗腐蝕性質。銥金屬以及銥﹣鉑合金和鋨﹣銥合金的耗損很低,可用來製造多孔噴絲板。噴絲板用於把塑料聚合物擠壓成纖維,例如人造絲。鋨﹣銥合金也可以用於指南針軸承和計重秤。[5]

銥的耐腐蝕、耐高溫性質很強,所以非常適合作為合金添加物。飛機引擎中的一些長期使用部件是由銥合金組成的,銥﹣鈦合金也被用作水底管道材料。加入銥可提升鉑合金的硬度。純鉑的維氏硬度為56 HV,而含50%銥的鉑合金硬度可超過500 HV。[5]

銥也常被用於須承受高溫的儀器當中。比如,柴可拉斯基法使用銥制高溫坩堝,產生單個氧化物晶體,如藍寶石、釓鎵石榴石和釔鋁石榴石等。這些晶體被用於電腦內存和固態激光器零件當中。銥合金能夠抵禦電弧侵蝕,所以是火花塞電觸頭的理想材料。[5]

Cativa催化法是把甲醇轉變為乙酸的過程,可使用銥化合物作為催化劑。[5]

放射性同位素銥-192在γ射線照相中是一種重要的能源,有助對金屬進行無損檢測。另外,近距離治療利用Ir所釋放的γ射線來治療癌症。這種治療方法把輻射源置於癌組織附近或裡面,可用於治療前列腺癌、膽管癌及子宮頸癌等。[5]

金屬銥的性質

元素名稱:銥

元素原子量:192.2

元素類型:金屬

體積彈性模量:GPa 320

原子化焓:kJ /mol @25℃ 628

熱容:J /(mol· K) 25.10

導熱係數:W/(m·K) 147

導電性:10^6/(cm ·Ω )0.197

熔化熱:(千焦/摩爾) 26.10

汽化熱:(千焦/摩爾) 604.0

原子體積:(立方厘米/摩爾) 8.54

密度:(g/cm^3 )22.42

元素在宇宙中的含量:(ppm)0.002

元素在太陽中的含量:(ppm) 0.002

地殼中含量:(ppm) 0.000003

氧化態:Main Ir+3, Ir+4 Other Ir-1, Ir0, Ir+1, Ir+2, Ir+5, Ir+6

晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。

晶胞參數:a = 383.9 pm b = 383.9 pm c = 383.9 pm α = 90° β = 90° γ = 90°

莫氏硬度:6.5

聲音在其中的傳播速率:(m/S) 4825

發現人:臺奈特(Tennant) 發現年代:1803年

發現過程: 1803年,由英國人臺奈特(Tennant)發現。

元素描述: 第一電離能9.1電子伏特。銀白色金屬,硬而脆。熱加工時,只要不退火,可延展加工成細絲和薄片;一旦退火,就失去延展性變得硬脆。密度22.42克/釐米3。熔點2410±40℃,沸點4130℃。面心立方晶體。化學性質很穩定。不溶於酸。稍溶於王水;稍受熔融得氫氧化鈉、氫氧化鉀和重鉻酸鈉得侵蝕。有形成配位化合物得強烈傾向。主要化合價+2、+4、+6。

元素來源: 在地殼中含量僅有9×10-9%。主要存在於鋨銥礦中。可用鋅與在提煉鉑時所得得鋨銥合金中分離製得。

元素用途: 純銥專門用在飛機火花塞中,多用於製作科學儀器、熱電偶、電阻線等。做合金用,可以增強其他金屬得硬度。它與鉑形成得合金(10%的Ir和90%的Pt),因膨脹係數極小,常用來製造國際標準米尺,世界上的千克原器也是由鉑銥合金製作的。

元素輔助資料: 銥屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質狀態存在,高度分散在各種礦石中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其餘鉑系元素則因含量較小,必須經過化學分析才能被發現。由於鋨、銥、鈀、銠和釕都與鉑共同組成礦石,因此它們都是從鉑礦提取鉑後的殘渣中發現的。

鉑系元素化學性質穩定。它們中除鉑和鈀外,不但不溶於普通的酸,而且不溶於王水。鉑很易溶於王水,鈀還溶於熱硝酸中。所有鉑系元素都有強烈形成配位化合物的傾向。

1803年,法國化學家科勒德士戈蒂等人研究了鉑系礦石溶於王水後的渣子。他們宣佈殘渣中有兩種不同於鉑的新金屬存在,它們不溶於王水。1804年,泰納爾發現並命名了它們。其中一個命名為irdium(銥),元素符號定為Ir。這一詞來自希臘文iris,原意是“虹”。這可能是由於二氧化銥的水合物IrO2·2H2O或Ir(OH)4,從溶液中析出沉澱時,顏色或青、或紫、或深藍、或黑,隨著沉澱的情況而改變。

[編輯本段]【化學符號Ir】

屬於週期表Ⅶ族過渡元素,原子序數77,原子量192.2,面心立方晶格,是一種稀有的貴金屬材料。

簡史1803年英國坦南特(s.T......

銥的用途

銥的應用大部份運用其高熔點、高硬度和抗腐蝕性質。銥金屬以及銥﹣鉑合金和鋨﹣銥合金的耗損很低,可用來製造多孔噴絲板。噴絲板用於把塑料聚合物擠壓成纖維,例如人造絲。鋨﹣銥合金也可以用於指南針軸承和計重秤。 銥的耐腐蝕、耐高溫性質很強,所以非常適合作為合金添加物。飛機引擎中的一些長期使用部件是由銥合金組成的,銥﹣鈦合金也被用作水底管道材料。加入銥可提升鉑合金的硬度。純鉑的維氏硬度為56 HV,而含50%銥的鉑合金硬度可超過500 HV。 銥也常被用於須承受高溫的儀器當中。比如,柴可拉斯基法使用銥制高溫坩堝,產生單個氧化物晶體,如藍寶石、釓鎵石榴石和釔鋁石榴石等。這些晶體被用於電腦內存和固態激光器零件當中。銥合金能夠抵禦電弧侵蝕,所以是火花塞電觸頭的理想材料。 Cativa催化法是把甲醇轉變為乙酸的過程,可使用銥化合物作為催化劑。 放射性同位素銥-192在γ射線照相中是一種重要的能源,有助對金屬進行無損檢測。另外,近距離治療利用Ir所釋放的γ射線來治療癌症。這種治療方法把輻射源置於癌組織附近或裡面,可用於治療前列腺癌、膽管癌及子宮頸癌等。 1889年製成的國際米原器和國際公斤原器是由含90%鉑和10%銥的合金組成的,原器由位於巴黎附近的國際度量衡局保存。米的定義在1960年改為氪的發射光譜中的一條譜線,但公斤的定義仍然是公斤原器。 航海家號、維京號、先鋒號和卡西尼-惠更斯號、伽利略號和新視野號等無人宇宙飛船都有使用含有銥的放射性同位素熱電機。由於熱電機要承受高達2000 °C的高溫,所以包裹著鈈-238同位素的容器是以既堅硬又耐高溫的銥所制。 銥還被用於X射線望遠鏡中。錢德拉X射線天文臺的反射鏡上有一層60納米厚的銥塗層。在測試過多種金屬之後,銥的X射線反射能力證明比鎳、金和鉑都要優勝。這層銥的平滑程度要有幾個原子以內的準確度,須在氣態下在高真空環境中塗在鉻底層上。 粒子物理學在反質子的產生過程中也用到銥。過程中,高強度質子束射向密度必須很高的“轉換目標體”。雖然可以使用鎢,但銥的優勝之處在於,它可以更穩定地承受入射粒子束使溫度升高時所造成的衝擊波。 碳-氫鍵活化反應(C–H活化)是斷開碳-氫鍵的反應。這種鍵在以前曾被認為具有低反應性。科學家在1982年宣佈首次成功活化飽和烴中的C–H鍵,反應使用銥的有機配合物,使烴進行氧化加成。 銥配合物可以用來催化不對稱氫化反應。這類催化劑已被用於合成天然產物,並能夠把本來難以氫化的基底(例如非官能團化烯烴等)氫化成其中一種對映異構體。 銥可以形成多種配合物,在有機發光二極管(OLED)當中起到作用。 銥﹣鋨合金曾被加入到鋼筆筆頭中。1834年開始,一些鋼筆生產商開始把銥安裝在金筆頭上,這是銥的首個主要應用。自1944年起,著名的派克51鋼筆就有含釕﹣銥合金的筆尖,合金中的銥含量為3.8%。今天的鋼筆筆頭幾乎不再含有銥,而是含其他的金屬,例如鎢。 銥﹣鉑合金曾經用於加農炮的點火孔和排氣孔。根據1867年巴黎世界博覽會的一份報告,莊信萬豐所展出的一份展品“曾在一把魏渥斯步槍中經歷超過3000發,仍無損無耗。所有知道火炮排氣孔損耗所導致的麻煩和花費的人,都會非常欣賞這一重要的應用”。 “銥黑”是一種染料,它含有非常細緻的銥粉末。銥黑可以把瓷器染成很深的黑色。有19世紀的文獻稱“所有其他的黑色瓷器染料與它一比較,都變成了灰色”。

金屬銥價格

當然是假的,銥的價格與其純度,形狀有關。銥粉末是銥的最初形式,目前99.95%銥粉末的國際價格一克是160-170元人民幣,由於銥的冶煉,加工特別困難,緻密態,外形規則的銥製品,價格甚至比鉑製品高數倍!例如銥坩堝的價格比鉑坩堝高的多

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