铱是什么?做什么用?

铱是什么?做什么用?,第1张

铱:原子序数77,原子量192.22,元素名来源于拉丁文,原意是“彩虹”。1803年英国化学家坦南特、法国化学家德斯科蒂等用王水溶解粗铂时,从残留在器皿底部的黑色粉末中发现了两种新元素—锇和铱。铱在地壳中的含量为千万分之一,常与铂系元素一起分散于冲积矿床和砂积矿床的各种矿石中。自然界存在两种同位素:铱191、铱193。人工放射性同位素192Ir是通过稳定元素191Ir受中子辐射获得。衰变放出γ射线,半衰期74.2d,常用于工业探伤。(正常情况下放射性物质经过十个半衰期以后,辐射强度已经不足以造成危害,工业探伤使用铱源是一个相对安全的选择。 用途

简介

铱的需求量从2009年的2.5吨升至2010年的10.4吨。这主要是因为电子相关应用的需求量从0.2吨升至6吨: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)。[5]

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。[5]

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。[5]

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。[5]

Cativa催化法是把甲醇转变为乙酸的过程,可使用铱化合物作为催化剂。[5]

放射性同位素铱-192在γ射线照相中是一种重要的能源,有助对金属进行无损检测。另外,近距离治疗利用Ir所释放的γ射线来治疗癌症。这种治疗方法把辐射源置于癌组织附近或里面,可用于治疗前列腺癌、胆管癌及子宫颈癌等。[5]

铱是一种化学元素,化学符号是Ir,原子序数77。

铱于1803年在铂的不溶杂质中被发现。主要发现者史密森·特南特(Smithson Tennant),将其命名为铱,其名源自虹神(Iris),因其有许多不同颜色的盐类。

铱是一种稀有元素,在地球的地壳上年产量和消费量为三吨。铱191和铱193是仅有的两个天然同位素,也是仅有的两个稳定同位素,铱193较铱191丰富。

用途:

1889年制成的国际米原器和国际公斤原器是由含90%铂和10%铱的合金组成的,原器由位于巴黎附近的国际度量衡局保存。米的定义在1960年改为氪的发射光谱中的一条谱线,但公斤的定义仍然是公斤原器。

航海家号、维京号、先锋号和卡西尼-惠更斯号、伽利略号和新视野号等无人宇宙飞船都有使用含有铱的放射性同位素热电机。由于热电机要承受高达2000 °C的高温,所以包裹着钚-238同位素的容器是以既坚硬又耐高温的铱所制。

铱还被用于X射线望远镜中。钱德拉X射线天文台的反射镜上有一层60纳米厚的铱涂层。在测试过多种金属之后,铱的X射线反射能力证明比镍、金和铂都要优胜。这层铱的平滑程度要有几个原子以内的准确度,须在气态下在高真空环境中涂在铬底层上。

粒子物理学在反质子的产生过程中也用到铱。过程中,高强度质子束射向密度必须很高的“转换目标体”。虽然可以使用钨,但铱的优胜之处在于,它可以更稳定地承受入射粒子束使温度升高时所造成的冲击波。

碳-氢键活化反应(C–H活化)是断开碳-氢键的反应。这种键在以前曾被认为具有低反应性。科学家在1982年宣布首次成功活化饱和烃中的C–H键,反应使用铱的有机配合物,使烃进行氧化加成。

铱配合物可以用来催化不对称氢化反应。这类催化剂已被用于合成天然产物,并能够把本来难以氢化的基底(例如非官能团化烯烃等)氢化成其中一种对映异构体。

铱可以形成多种配合物,在有机发光二极管(OLED)当中起到作用。

扩展资料:

资源

发现的铂族矿物和含铂族元素的矿物已超过80种,加上变种和未定名矿物已达200个。在自然界中,铂族金属主国呈自然元素、自然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的单独矿物存在,部分呈类质同像存在于硫化物,如黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等中。

存量

铱是地球地壳中最稀有的元素之一,平均质量比例只有百万分之0.001。金的丰度是它的40倍,铂是它的10倍,而银和汞都是它的80倍。相比之下,铱在陨石里的含量则高很多,一般在百万分之0.5以上。

科学家相信,铱在整个地球的含量比在地壳中的含量高很多,但由于它密度高,而且具亲铁性,所以在地球仍处于熔融状态时,就已沉到地球的内核了。

铱在自然中以纯金属或合金的形态出现,尤其是各种比例的铱﹣锇合金。镍和铜矿藏中含有铂系金属的硫化物(如(Pt,Pd)S)、碲化物(如PtBiTe)、锑化物(PdSb)和砷化物(如PtAs2)。

这些化合物中的铂会被少量的铱和锇元素取代。与其他铂系元素一样,铱可以形成自然镍合金及铜合金。

参考资料来源:百度百科-铱

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铱属于铂系金属,和铂一样呈白色,另带少许黄色。铱坚硬易碎,熔点也非常高,所以很难铸造和塑性。制造工序因此一般使用粉末冶金。铱是唯一一种在1600 °C以上的空气中仍保持优良力学性质的金属。其沸点极高,在所有元素中排第10位。铱在0.14 K以下会呈现超导体性质。

铱的d性模量在锇以下,为所有金属中第二高。其剪切模量很高,泊松比很低,因此具有很高的刚度,使得铱的加工生产过程非常困难。尽管生产不易,价格昂贵,但铱还是有多项应用,包括在极端条件下加强机械的强度。

铱的密度在所有元素中排第二位,仅比锇稍低(低约0.12%)。由于密度值十分相近,测量也并不容易,所以这两个元素到底哪一个密度更高曾经并没有定论。通过原子量来计算密度值,2013年的结论是:铱的密度是22.562±0.011 g cm−3,锇的密度是22.589±0.005 g cm−3,两者差值仅为0.027±0.012 g cm−3。但锇的原子量测量仍缺少大量实验验证,因此铱与锇哪个密度更高至今还无法下结论。

纯净的铁是银白色的金属,富有 延展性。不过,纯铁的 机械强度不高,在工业上不很常用。通常所说的“钢铁”,这“钢”与“铁”是两回事。在工业上,铁是分生铁、熟铁两种——生铁含碳1.7-4.5%,熟铁含碳0.1%以下,而钢呢?含碳量在0.1-1.7%之间。因此,生铁、钢、熟铁的不同,主要在于含碳量的不同。


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