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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。

1 銥 - 基本資料

拼音:yī yǐ
繁體字:銥
銥

部首:釒
部外筆畫:6
總筆畫:11
繁體部首:金
部外筆畫:6
總筆畫:14
英文名稱:iridium
電子層:K-L-M-N-O-P
外圍電子層排布:5d7 6s2
核電荷數:77
五筆86&98:QYEY
倉頡:XCYHV
筆順編號:31115413534
四角號碼:80732
UniCode:CJK
統一漢字
U+94F1

基本字義
銥 讀 yī,一種金屬元素,高溫時可壓成薄片或拉成絲。它的合金用來制坩堝和金筆筆尖等。

2 銥 -化學符號

    屬於周期表Ⅷ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。
銥

    簡史1803年英國坦南特(s.Tennant)由分離鉑后的黑色殘渣中發現銥;1813年進行了銥的第一次熔化實驗;1860年帝俄造幣廠用約8kg原生含銥材料和其他殘渣作原料進行熔煉,得到一個1.805kg重的銥錠。1881年霍蘭(J.Holland)以「熔化和鑄造銥的工藝」為題申請了美國專利。此後,各國的冶金工作者們為解決銥的加工問題作了大量工作。
    性能:銥的主要性能是:⑴密度22.42g/cm^3;⑵熔點2454℃,銥製品使用溫度可達210[4]0~2200¨C;⑶彈性模量高(538.3GPa),泊松係數低(0.26),低溫塑性很差;⑷是最耐腐蝕的金屬,緻密態銥不溶於所有無機酸,也不被其他金屬熔體浸蝕,例如熔化的鉛、鋅、鎳、鐵、金等;能耐許多熔融試劑和高溫硅酸鹽的浸蝕;⑸像其他鉑族金屬合金一樣,銥合金能牢固吸附有機物,可作催化劑材料;⑹銥在空氣或氧氣中600℃以上生成IrO2,並在1100℃分解;在1227℃空氣中銥的揮發量為鉑的100倍。銥可採用高頻或中頻爐、電弧爐、電子束爐等熔煉。銥在1600℃以上具有好的塑性,通常進行熱加工。
    用途:銥的高熔點、高穩定性使其在很多特殊場合具有重要用途,但銥的脆性和高溫損耗在一定程度上限制了它的應用。銥的最早應用是作筆尖材料,後來又提出了注射針頭、天平刀刃、羅盤支架、電觸頭等方面的用途。銥坩堝可用於生長難熔氧化物晶體,該坩堝能在2100~2200℃工作幾千小時,是重要的貴金屬器皿材料。銥的高溫抗氧化性和熱電性能使銥/銥銠熱電偶成為惟一能在大氣中測量達2100℃高溫的貴金屬測溫材料;可用作放射性熱源的容器材料;陽極氧化銥膜是一種有前途的電顯色材料。Ir192是γ射線源,可用於無損探傷和放射化學治療。同時,銥是一個很重要的合金化元素,一些銥合金使用在某些關鍵部門;銥化合物亦有其特有用途。

3 銥 -發現與命名

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后的渣子。他們宣布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。

4 銥 -性質

物理性質
銥

性狀:銀白色的鉑族過渡金屬。

第一電離能:9.1電子伏特。

莫氏硬度:6.5,硬度高且脆,高溫時可壓成薄片或拉絲。

密度:22.42 g/cm是密度第二高個的元素(次於鋨)。

強度:耐2000℃的高溫。質地堅硬,難以加工,通常與鉑溶成合金用於耐磨、耐高溫、耐腐蝕的器件上;

金屬互化物:為超導體。

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。

化學性質

耐腐蝕性:銥是已知最耐腐蝕的金屬,只有銥粉可緩慢溶於王水,稍受熔融的強鹼侵蝕,某些鹽類和鹵素對固體銥有腐蝕性。

反應:銥在強熱時可與氧、氟、氯反應;

催化性:銥有形成配位化合物的強烈傾向和良好的催化性能。

活性:當銥被磨成粉末將更具化學活性且易燃。

主要化合價:+2、+4、+6

5 銥 -存在範圍

銥是一種稀有元素,在地球的地殼上年產量和消費量為三噸。在地殼中含量僅有9×10-9%。

主要存在於鋨銥礦中。截至20世紀末,已發現的鉑族礦物和含鉑族元素的礦物已超過80種,加上變種和未定名礦物已達200個。在自然界中,鉑族金屬主國呈自然元素、自然合金、銻化物、硫化物、硫砷化物和鉍碲化物的單獨礦物存在,部分呈類質同像存在於硫化物,如黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳(鐵)礦等中。 

6 銥 -提取方法

從礦石中提取
銥合金銥合金

砂鉑礦或含鉑族金屬的砂金礦用重選法富集可得精礦,鉑或鋨、銥的含量能達70-90%,可直接精鍊。50年代以來鉑族金屬主要從銅鎳硫化物銥共生礦中提取,小部分從煉銅副產品中提取。鉑族含量高的冰鎳,現在氧壓下硫酸浸出,或氯化冶金分離其他金屬后獲得鉑族精礦。鉑族精礦經過直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發他離后,再分離、提純其他鉑族金屬。

用乙醇-鹽酸溶液吸收

將吸收液再加熱蒸餾,並用鹼液吸收得鋨酸鈉。在吸收液中加氯化銨,則鋨以銨鹽形式沉澱,在氫氣中煅燒,可得鋨粉。在蒸出鋨的殘液中加氯化銨,可得釕的銨鹽,再在氫氣中煅燒,可得釕粉。浸出釕和鋨后的殘渣主要為氧化銥,用王水溶解,加氯化銨沉出粗氯銥酸銨,經精製,在氫氣中煅燒,可得銥粉。將鉑族金屬粉末用粉末冶金法或通過高頻感應電爐熔化可製得金屬錠。 

製取高純鉑族金屬

一般將金屬溶解后,經反覆提純,精製方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重複沉澱等,然後再以銨鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。

7 銥 -相關產品

銥金

銥金是稀有貴重金屬,是鉑和銥的合金,稀有程度在鉑金之上。其熔點、強度和硬度都很高。顏色為銀白色,具強金屬光澤,硬度7。相對密度22.40,性脆但在高溫下可壓成箔片或拉成細絲,熔點高,達2454℃。化學性質非常穩定,不溶於水。主要用於製造科學儀器、熱電偶、電阻綾等。高硬度的鐵銥和銥鉑合金,常用來製造筆尖和鉑金首飾。

銥絲

呈細絲狀金屬銥加工材料。銥絲的電阻係數為6.03×10-2Ωmm2/m,銥絲用作高溫抗氧化熱電偶材料和燈絲材料。 

銥銠合金

銥和銠的二元合金,在高溫下為連續固溶體,有IrRhl0、IrRh40、IrRh50和IrRh­70等合金。Ir-Rh40合金的鑄態維氏硬度l736MPa,IrPh70的為1422MPa。合金的高溫抗氧化能力比純銥強,在2000℃時IrRh60氧化失重約5%。而純銥失重高達27%。用高頻爐氬氣保護熔煉,鑄錠經熱軋和適量的冷加工成材。主要用作高溫抗氧化熱電偶,使用溫度可達2000℃以上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等,後者熱電勢最高,在2000℃時可達17.18mV。

8 銥 -用途

銥做的筆尖銥做的筆尖

最重要的銥化合物為其鹽類和氯化的酸類 ,銥也可以形成有機金屬化合物,作為工業用催化劑和研究用途,例如用於化學工業上合成醋酸的CativaTM 催化法需要使用銥的羰基配合物[Ir(CO)2I2]−。

銥目前使用於需要在高耐蝕性,高溫工作環境的設備,如火星塞,坩堝(高溫下的半導體再結晶)和生產氯氣的氯鹼法之電極。因其抗腐蝕性,銥也用於放射性同位素熱電機的保護層 。

汽車工業界,銥可用於製作高檔次火花塞的放電極,其性能優於銅質火花塞。

由於銥耐磨的特性,過去也大量用於鋼筆之筆尖。於筆尖上附上一塊耐磨之鉑銥合金,稱為銥點。現今仍保留銥點之稱呼,但已很少含有銥

銥可在鉑礦中發現。熔點、硬度都比鉑高。銥鉑合金曾被用於製作國際米原器,用10%銥和90%鉑的合金製成國際米尺,作為長度單位米的標準。

9 銥 -阿爾瓦茲假說

在K-T界線粘土層有不尋常高丰度的銥,引起了阿爾瓦茲假說,該假說解釋在6500萬年前一個巨大的隕石撞擊地殼,所造成恐龍以及許多其他物種的滅絕,因為銥在隕石中的丰度遠高於地球的地殼平均丰度。一般認為銥在地球上的總量應高於在地殼岩石的觀察,當地球剛誕生,還是熔融狀態時,因銥與其他鉑類金屬的高密度和讓他們有和鐵鍵結的趨勢,造成大量的銥下沉到地殼以下和鐵結合。

10 銥 -其它相關信息

周大生黃金摻假牟利
摻雜了銥元素的黃金從外表看不出來摻雜了銥元素的黃金從外表看不出來

標稱是三個九的千足金首飾,卻被發現化學金屬「銥」的成分。

2013年3月15日晚的央視3·15晚會揭露了黃金市場中暗藏的貓膩,一些品牌的千足金里摻雜了「銥」元素,冒充千足金首飾賣給消費者牟利,知名的周大生千足金首飾、百泰首飾等進了央視的黑名單。

銥衛星

銥衛星是一組擁有66枚衛星的洲際通訊系統。它本來設計有77枚衛星,所以用有77個電子的銥元素命名。

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