铱技术参数
铱 密度22.56 g/cm³ 外 观黑色金属 热膨胀 6.4 µm/(m·K) 导热性147 W/(m·K)
电阻率47.1 nΩ·m (at 20 °C) 莫氏硬度6.5
熔 点2450 ℃ 沸 点4130 ℃ 水溶性不溶
铱制品使用温度可达2100~2200℃;(2)弹性模量高(538.3GPa),泊松系数低(0.26),低温塑性很差;(3)是最耐腐蚀的金属,致密态铱不溶于所有无机酸,也不被其他金属熔体浸蚀,例如熔化的铅、锌、镍、铁、金等;能耐许多熔融试剂和高温硅酸盐的浸蚀;(4)像其他铂族金属合金一样,铱合金能牢固吸附有机物,可作催化剂材料;(5)铱在空气或氧气中600℃以上生成IrO₂,并在1100℃分解;在1227℃空气中铱的挥发量为铂的100倍。铱可采用高频或中频炉、电弧炉、电子束等熔炼。铱在1600℃以上具有好的塑性,通常进行热加工。
用途:铱的高熔点、高稳定性使其在很多特殊场合具有重要用途,但铱的脆性和高温损耗在一定程度上限制了它的应用。铱的最早应用是作笔尖材料,后来又提出了注射针头、天平刀刃、罗盘支架、电触头等方面的用途。铱坩埚可用于生长难熔氧化物晶体,该坩埚能在2100~2200℃工作几千小时,是重要的贵金属器皿材料。铱的高温抗氧化性和热电性能使铱/铱铑热电偶成为惟一能在大气中测量达2100℃高温的贵金属测温材料;可用作放射性热源的容器材料;阳极氧化铱膜是一种有前途的电显色材料。Ir-192是γ射线源,可用于无损探伤和放射化学治疗。同时,铱是一个很重要的合金化元素,一些铱合金使用在某些关键部门;铱化合物亦有其特有用途。
在热电偶中使用铱-钌合金材料,使这种新型器材能够测量高达2000 °C的温度。
铱是抗腐蚀性最强的金属之一:它能够在高温下抵御几乎所有酸、王水、熔融金属,甚至是硅酸盐。但是某些熔融盐,如氰化钠和氰化钾,以及氧气和卤素单质(特别是氟气)在高温下还是可以侵蚀铱的
铱金:是稀有贵重金属,是铂和铱的合金,稀有程度在铂金之上。其熔点、强度和硬度都很高。颜色为银白色,具强金属光泽,硬度7。相对密度22.40,性脆但在高温下可压成箔片或拉成细丝,熔点高,达2454℃。化学性质非常稳定,不溶于王水。主要用于制造科学仪器、热电偶、电阻绫等。高硬度的铁铱和铱铂合金,常用来制造笔尖和铂金首饰。由于其极高的熔点和超强的抗腐蚀性,铱在高水平技术领域中得到广泛的使用,如航天技术,制药和汽车行业。
铱丝:呈细丝状金属铱加工材料。铱丝的电阻系数为6.03×10-2Ωmm2/m, 抗拉强度1493MPa,伸长率10%~20%。用粉末冶金法和熔铸-压力加工法均可生产出Ф0.15mm细丝。铱丝用作高温抗氧化热电偶材料和灯丝材料。Ir-W热电偶E(2200℃)=44.19mV,在1000~2000℃范围内,热电势与温度的关系几乎成直线,但只能在中性气氛或真空中使用。
铱合金:以铱为基加入其他元素组成的合金。常用的铱合金有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合金。其主要特点是热电性能良好、高温抗氧化、耐腐蚀。Ir-Ru系合金硬而脆难于加工。铱合金主要用作高温抗氧化热电偶及电接触材料,用Ir-Rh做热电偶使用温度可高达2000℃以上。
铱铑合金:是铱和铑的二元合金,在高温下为连续固溶体,有IrRh10、IrRh40、IrRh50和IrRh70等合金。Ir-Rh40合金的铸态维氏硬度1736MPa,IrPh70的为1422MPa。合金的高温抗氧化能力比纯铱强,在2000℃时IrRh60氧化失重约5%。而纯铱失重高达27%。用高频炉氩气保护熔炼,铸锭经热轧和适量的冷加工成材。主要用作高温抗氧化热电偶,使用温度可达2000℃以上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等,后者热电势最高,在2000℃时可达17.18mV。
铱制坩埚被广泛用于大型高质量单个晶体的生产,而这些晶体的需求在这段时间大大提高。铱的消耗量预期将因为积累的坩埚库存而饱和,这在2000年代也曾经发生过。其他重要应用还包括火花塞(2007年消耗0.78吨)、氯碱法所用的电极(同年消耗1.1吨)以及化学催化剂(同年消耗0.75吨)。
工业及医学
铱的应用大部份运用其高熔点、高硬度和抗腐蚀性质。铱金属以及铱﹣铂合金和锇﹣铱合金的耗损很低,可用来制造多孔喷丝板。喷丝板用于把塑料聚合物挤压成纤维,例如人造丝。锇﹣铱合金也可以用于指南针轴承和计重秤。
铱的耐腐蚀、耐高温性质很强,所以非常适合作为合金添加物。飞机引擎中的一些长期使用部件是由铱合金组成的,铱-钛合金也被用作水底管道材料。加入铱可提升铂合金的硬度。纯铂的维氏硬度为56 HV,而含50%铱的铂合金硬度可超过500 HV。
铱也常被用于须承受高温的仪器当中。比如,柴可拉斯基法使用铱制高温坩埚,产生单个氧化物晶体,如蓝宝石、钆镓石榴石和钇铝石榴石等。这些晶体被用于电脑内存和固态激光器零件当中。铱合金能够抵御电弧侵蚀,所以是火花塞电触头的理想材料。
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