銥的彈性模量在鋨以下,為所有金屬中第二高。其剪切模量很高,泊松比很低,因此具有很高的剛度,使得銥的加工生產(chǎn)過程非常困難。盡管生產(chǎn)不易,價(jià)格昂貴,但銥還是有多項(xiàng)應(yīng)用,包括在極端條件下加強(qiáng)機(jī)械的強(qiáng)度。
銥是抗腐蝕性強(qiáng)的金屬之一:它能夠在高溫下抵御幾乎所有酸、王水、熔融金屬,甚至是硅酸鹽。但是某些熔融鹽,如氰化鈉和氰化鉀,以及氧和鹵素(特別是氟)在高溫下還是可以侵蝕銥的。
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(xué)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?jiān)邪l(fā)現(xiàn)的。
銥銠合金:是銥和銠的二元合金,在高溫下為連續(xù)固溶體,有IrRhl0、IrRh40、IrRh50和IrRh70等合金。Ir-Rh40合金的鑄態(tài)維氏硬度l736MPa,IrPh70的為1422MPa。合金的高溫抗氧化能力比純銥強(qiáng),在2000℃時(shí)IrRh60氧化失重約5%。而純銥失重高達(dá)27%。用高頻爐氬氣保護(hù)熔煉,鑄錠經(jīng)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(dá)2000℃以上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等,后者熱電勢(shì)高,在2000℃時(shí)可達(dá)17.18mV。
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(dá)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。
鉑族金屬再生:鉑族金屬稀有而貴重,歷來重視回收。廢催化劑、廢電器元件、含鉑的殘破器皿、廢電鍍液、珠寶裝飾品廠的廢料等都可從中回收鉑族金屬。鉑族金屬的分離和提純:鉑族金屬的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而異。將鉑族金屬精礦或含鉑族金屬的陽極泥用王水溶解,鈀、鉑、金均進(jìn)入溶液。用鹽酸處理以破壞亞硝?;衔?,然后加硫酸亞鐵沉淀出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨沉淀出,煅燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑后的濾液,加入過量的氫氧化銨,再用鹽酸酸化,沉淀出二氯二氨配亞鈀形式的鈀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達(dá)99.7%以上的海綿鈀。
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?jiān)?。將此殘?jiān)c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(shí),銥、鋨、釕不反應(yīng),仍留于水浸殘?jiān)?。將殘?jiān)c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。
銥的耐腐蝕、耐高溫性質(zhì)很強(qiáng),所以非常適合作為合金添加物。飛機(jī)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(dāng)中。比如,柴可拉斯基法使用銥制高溫坩堝,產(chǎn)生單個(gè)氧化物晶體,如藍(lán)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(dāng)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。