銥屬于鉑系金屬,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。制造工序因此一般使用粉末冶金。銥是一種在1600 °C以上的空氣中仍保持優(yōu)良力學性質(zhì)的金屬。其沸點,在所有元素中排第10位。銥在0.14 K以下會呈現(xiàn)超導體性質(zhì)。
銥屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質(zhì)狀態(tài)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,而其余鉑系元素則因含量較小,經(jīng)過化學分析才能被發(fā)現(xiàn)。由于鋨、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后的殘渣中發(fā)現(xiàn)的。
銥絲:呈細絲狀金屬銥加工材料。銥絲的電阻系數(shù)為6.03×10-2Ωmm2/m, 抗拉強度1493MPa,伸長率10%~20%。用粉末冶金法和熔鑄-壓力加工法均可生產(chǎn)出Ф0.15mm細絲。銥絲用作高溫抗氧化熱電偶材料和燈絲材料。Ir-W熱電偶E2200℃=44.19mv,在1000~2000℃范圍內(nèi),熱電勢與溫度的關(guān)系幾乎成直線,但只能在中性氣氛或真空中使用。
銥是地球地殼中稀有的元素之一,平均質(zhì)量比例只有百萬分之0.001。金的豐度是它的40倍,鉑是它的10倍,而銀和汞都是它的80倍。相比之下,銥在隕石里的含量則高很多,一般在百萬分之0.5以上。科學家相信,銥在整個地球的含量比在地殼中的含量高很多,但由于它密度高,而且具親鐵性,所以在地球仍處于熔融狀態(tài)時,就已沉到地球的內(nèi)核了。
金屬的提?。荷般K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%,可直接精煉。50年代以來鉑族金屬主要從銅鎳硫化物共生礦中提取,小部分從煉銅副產(chǎn)品中提取。鉑族含量高的冰鎳,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(jīng)過直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發(fā)他離后,再分離、提純其他鉑族金屬。
經(jīng)王水處理后的不溶物與碳酸鈉、硼砂、密陀僧和焦炭共熔,得貴鉛。用灰吹法除去大部分鉛,再用硝酸溶解銀,殘留的鉛、銠、銥、鋨、釕富集于殘渣中。將此殘渣與硫酸氫鈉熔融,銠轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽,用水浸出,加氫氧化鈉沉出氫氧化銠,再用鹽酸溶解,得氯銠酸。溶液提純后,加入氯化銨,濃縮、結(jié)晶出氯銠酸銨。在氫氣中煅燒,可得海綿銠。在硫酸氫鈉熔融時,銥、鋨、釕不反應(yīng),仍留于水浸殘渣中。將殘渣與過氧化鈉和苛性鈉一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯氣并蒸餾,釕和鋨以氧化物形式蒸出。
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(guān)應(yīng)用的需求量從0.2噸升至6噸:銥制坩堝被廣泛用于大型單個晶體的生產(chǎn),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(jīng)發(fā)生過。其他重要應(yīng)用還包括火花塞(2007年消耗0.78噸)、氯堿法所用的電極(同年消耗1.1噸)以及化學催化劑(同年消耗0.75噸)。
銥的耐腐蝕、耐高溫性質(zhì)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。
銥也常被用于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(chǎn)生單個氧化物晶體,如藍寶石、釓鎵石榴石和釔鋁石榴石等。這些晶體被用于電腦內(nèi)存和固態(tài)激光器零件當中。銥合金能夠抵御電弧侵蝕,所以是火花塞電觸頭的理想材料。