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铱(化学元素)

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。

CAS号:7439-88-5 [2]

EINECS号:231-095-9

元素原子量: [1]

元素类型:金属

体积弹性模量:GPa 320

原子化焓:kJ /mol @25℃ 628

热容:J /(mol K) 25.10

导热系数:W/(mK) 147

导电性:10^6/(cm Ω)0.197

熔化热:(千焦/摩尔) 26.10

汽化热:(千焦/摩尔) 604.0

原子体积:(立方厘米/摩尔) 8.54

密度:(g/cm^3)22.562±0.011 [1]

元素在宇宙中的含量:(ppm)0.002

元素在太阳中的含量:(ppm) 0.002

地壳中含量:(ppm) 0.000003

氧化态:Main Ir+3,Ir+4 Other Ir0,Ir+1,Ir+2,Ir+5,Ir+6

晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。

晶胞参数:a = 383.9 pm b = 383.9 pm c = 383.9 pm α = 90° β = 90° γ = 90°

莫氏硬度:6.5

声音在其中的传播速率:(m/S) 4825

发现人:台奈特(Tennant) 发现年代:1803年

发现过程:1803年,由英国人台奈特(Tennant)发现。

元素描述:第一电离能9.1电子伏特。银白色金属,硬而脆。热加工时,只要不退火,可延展加工成细丝和薄片;一旦退火,就失去延展性变得硬脆。密度约22.56克/立方厘米 [1] 。熔点2410±40℃,沸点4130℃。面心立方晶体。

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,也是唯一的稳定同位素,铱193较铱191丰富。

铱的化学性质很稳定。是最耐腐蚀的金属,铱对酸的化学稳定性极高,不溶于酸,只有海绵状的铱才会缓慢地溶于热王水中,如果是致密状态的铱,即使是沸腾的王水,也不能腐蚀 [3] ;但是,在高温加压的密闭反应釜中,铱在250°C以上的王水中受到明显腐蚀;由20份浓盐酸与1份浓硝酸配置的混酸,在上述温度与压力下,对铱的腐蚀性是王水的20倍左右,因此在化学分析中常用来做消解金属铱的试剂。 [3]

铱在350°C的熔融氢氧化钠中(未通入空气)极其耐腐蚀,腐蚀率小于0.005mm/年(约3.5mdd),但400°C以上的熔融氢氧化钠对铱的腐蚀很严重;熔融的氢氧化钾也可以强烈腐蚀铱。 [3]

在室温中,致密的金属铱,对干燥的氟气,以及干燥或者潮湿的氯,溴,碘,都具有极好的耐腐蚀性。没有可见腐蚀。 [3]

一般的腐蚀剂都不能腐蚀铱。有形成配位化合物得强烈倾向。主要化合价+2、+4、+6。

元素来源:在地壳中含量仅有9×10-9%。主要存在于锇铱矿中。可用锌与在提炼铂时所得得锇铱合金 [4] 中分离制得。

元素用途:很多高熔点氧化物单晶,是在纯铱制成的坩埚中进行生长的,纯铱,铂铱合金,铱铑合金多用于制作科学仪器、热电偶、电阻线等。在铂中加入铱,可以提高铂在水,酸,卤素中的抗腐蚀性,以及500°C以下的机械强度,但随着铱含量的增加,在900°C以上合金在空气中的氧化失重也增加。 [3] 含10%的铱和与90%的铂的铂铱合金,因膨胀系数极小,用来制造国际标准米尺,世界上的千克原器也曾是由铂铱合金制作的。

属于周期表Ⅷ族过渡元素,元素符号Ir,原子序数77,原子量192.2,面心立方晶格,是一种稀有的贵金属材料。

简史1803年英国坦南特(s.Tennant)由分离铂后的黑色残渣中发现铱;1813年进行了铱的第一次熔化实验;1860年帝俄造币厂用约8kg原生含铱材料和其他残渣作原料进行熔炼,得到一个1.805kg重的铱锭。1881年霍兰(J.Holland)以“熔化和铸造铱的工艺”为题申请了美国专利。此后,各国的冶金工作者们为解决铱的加工问题作了大量工作。

性能:铱的主要性能是:⑴密度22.56g/cm^3;⑵熔点2454℃,铱制品使用温度可达210 [5] 0~2200¨C;⑶弹性模量高(538.3GPa),泊松系数低(0.26),低温塑性很差;⑷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;⑸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;⑹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。Ir192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。

铱的发现与铂以及其他铂系元素息息相关。古埃塞俄比亚人和南美洲各文化的人自古便有使用自然产生的铂金属,当中必定含有少量其他铂系元素,这也包括铱。17世纪西班牙征服者在今天的哥伦比亚乔科省发现了铂,并将其带到欧洲。然而直到1748年,科学家才发现它并不是任何已知金属的合金,而是一种全新的元素。

当时研究铂的化学家将它置于王水 (盐酸和硝酸的混合物)当中,从而产生可溶盐。制成的溶液每次都留下少量深色的不可溶残留物。约瑟夫普鲁斯特曾以为这一残留物是石墨。法国化学家维多科莱-德科提尔(Victor Collet-Descotils)、福尔克拉伯爵安东万弗朗索瓦(Antoine Franois, comte de Fourcroy)和路易尼古拉沃克朗(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同样观察到了这一黑色残留物,但因量太少而没有进行进一步实验。

1803年,英国化学家史密森特南特分析了残留物,并推断其中必含新的金属元素。沃克朗把该粉末来回在酸碱中浸洗,取得了一种挥发性氧化物。他认为这是新元素的氧化物,并把新元素命名为“ptene”,源于希腊文的“πτηνο”(ptènos),即“有翼的”。特南特则拥有更大量的残留物,并在不久后辨认出两种新元素,也就是锇和铱。在一连串用到氢氧化钠和氢氯酸的反应之后,他制成了一种深红色晶体(很可能是Na2[IrCl6]nH2O)。铱的许多盐都有鲜艳的颜色,所以特南特取希腊神话中的彩虹女神伊里斯(ρι,Iris)之名,把铱命名为“Iridium”。元素的发现被记录在1804年6月21日致皇家学院的一封信中。

1813年,英国化学家约翰乔治求尔德伦(John George Children)首次熔化铱金属。1842年,罗伯特海尔(Robert Hare)首次取得高纯度铱金属。他量得的铱密度为21.8 g/cm,并发现这一金属几乎不可延展,且硬度极高。1860年,亨利爱丁圣克莱尔德维尔和朱尔亨利德布雷(Jules Henri Debray)第一次大量熔化铱。每公斤铱的熔化过程需要超过300升的纯O2和H2

铱如此难熔化塑性,这大大限制了它的实际应用。约翰艾萨克霍金斯(John Isaac Hawkins)在1834年发明了装有铱造笔尖的金质钢笔。1880年,约翰霍兰德(John Holland)和威廉洛弗兰德达德利(William Lofland Dudley)利用磷大大简化了铱的熔化过程,并在美国申请了专利。英国庄信万丰公司之后表示,他们早在1837年就开始使用类似的方法熔解铱,而且已在多个世界博览会展出经熔融制成的铱。奥托佛斯纳(Otto Feussner)在1993年第一次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。

1957年,鲁道夫穆斯堡尔在只含Ir的固体金属样本中,发现原子能够进行无反冲的γ射线共振发射及吸收。他所进行的实验是20世纪标志性的物理实验之一。此现象称为穆斯堡尔效应(其他呈现该效应的原子核也陆续被发现,如Fe),是穆斯堡尔谱学的中心原理,在物理学、化学、生物化学、冶金学和矿物学中都有重要的应用。论文发布的仅仅3年之后,即1961年,穆斯堡尔就因这一发现获得了诺贝尔物理学奖,时年32岁。

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。

铱的弹性模量在锇以下,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 cm3,锇的密度是22.589±0.005 g cm3,两者差值仅为0.027±0.012 g cm3。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。 [1]

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,以及氧和卤素(特别是氟)在高温下还是可以侵蚀铱的。

氧化态:

-3 价 : [Ir(CO)3]3-

-1 价 : [Ir(CO)3(PPh3)]-

0 价 : Ir4(CO)12

+1 价 Ir(CO)Cl(PPh3)2

+2 价: IrCl2

+3 价: IrCl3

+4 价: IrO2

+5 价: Ir4F20

+6 价: IrF6

铱化合物的氧化态介乎3和+6,最常见的有+3和+4。高氧化态的化合物比较罕见,包括IrF6和两种混合氧化物Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年,科学家利用基质隔离方法(在6 K的氩气中)对过氧化铱配合物进行紫外线照射,制成了四氧化铱(IrO4)。然而这一化合物预计在更高的温度下无法稳定保持固体状态。参见分类:铱化合物

二氧化铱(IrO2)为棕色粉末,是铱唯一一种性质已经过充分研究的氧化物。三氧化二铱是一种黑蓝色粉末,在硝酸中会氧化成IrO2。其他已知的化合物包括二硫化铱、二硒化铱、三硫化二铱和三硒化二铱等,另外也有研究指出IrS3的存在。铱还可以形成氧化态为+4和+5的铱酸,如K2IrO3和KIrO3。在高温下使铱与氧化钾或超氧化钾反应,就可取得这些铱酸。

目前尚未发现化学式为IrxHy的氢铱二元化合物,但有些已知配合物包含IrH4

5和IrH3

6离子,其中铱的氧化态分别为+1和+3。科学家认为,Mg6Ir2H11当中同时存在IrH4

5以及含18个电子的IrH5

4离子。

铱并不形成一卤化物和二卤化物,而是会与每一种卤素形成对应的三卤化物IrX3。氧化态为+4或以上的卤化物只有四氟化铱、五氟化铱和六氟化铱。六氟化铱(IrF6)是一种反应性很高的挥发性黄色固体,其分子结构呈八面体形。它在水中会分解,而且铱黑(即金属铱粉末)可将其还原成晶体状的四氟化铱(IrF4)。五氟化铱的特性相似,但它其实是一种四聚体Ir4F20,由四个角对角连接的八面体所形成。

工业上最重要的铱化合物是六氯铱酸(H2IrCl6)及其铵盐。铱的纯化过程、大多数铱化合物的生产初始步骤以及阳极涂层的制备过程都要用到这些化合物。IrCl2

6离子呈棕黑色,能够轻易还原成浅色的IrCl3

6,且该反应可以逆转。三氯化铱(IrCl3)常被用作其他Ir(III)化合物的制备原料。氯和铱粉末在650 °C经氧化反应会形成无水三氯化铱,而Ir2O3溶于氢氯酸中则可制成水合三氯化铱。另一种类似的制备原料是六氯铱酸铵((NH4)3IrCl6)。三价铱配合物具抗磁性,分子结构一般为八面体型。

铱的有机化合物含有铱碳键,其中铱的氧化态通常较低。比如,十二羰基四铱(Ir4(CO)12)是最常见兼最稳定的金属羰基配合物,当中的铱就处于0氧化态。十二羰基四铱中的每一个铱原子都与另外三个键合,形成四面体原子簇。一些重要的Ir(I)有机化合物都是以发现者命名的。这包括沃什卡配合物(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它会与O2氧分子键合,这种特性十分特殊。克拉布特利催化剂(Crabtree's catalyst)是一种用于氢化反应的均相催化剂。这些化合物都属于平面正方形d配合物,共有16个价电子,因此反应性很高。

主条目:铱的同位素

铱有两种自然稳定同位素:Ir191和Ir193,丰度分别为37.3%和62.7%。已人工合成的放射性同位素共有34种,质量数从164至199不等。Ir192夹在两个稳定同位素之间,也是最稳定的放射性同位素,半衰期为73.827天。这一同位素在近距离治疗和工业射线照相技术中具有用途,特别是在天然气工业中用于无损检测钢铁的焊接处。铱-192曾造成多宗辐射意外。另外有三个同位素的半衰期在一天以上:Ir、Ir和Ir。质量数低于191的同位素会同时进行β衰变、α衰变以及质子发射,但有两者除外:Ir进行电子捕获,而Ir进行正电子发射。质量数高于191的同位素则进行β衰变,其中Ir会少量进行电子捕获。所有铱同位素都是在1934至2001年间发现的,其中最新发现的是Ir。

铱共有32种已知同核异构体,质量数介乎164到197。最稳定的同核异构体是Ir,它会经同核异能跃迁,半衰期为241年,因此比所有处于基态的放射性同位素都要稳定。最不稳定的异构体是Ir,其半衰期只有2微秒。Ir是所有元素中首个被证实呈现穆斯堡尔效应的同位素。该同位素应用在穆斯堡尔光谱分析中,在物理学、化学、生物化学、冶金学和矿物学等领域都有用到。

铱属铂系元素。铂系元素几乎完全成单质状态存在,高度分散在各种矿石中,例如原铂矿、硫化镍铜矿、磁铁矿等。铂系元素几乎无例外地共同存在,形成天然合金。在含铂系元素矿石中,通常以铂为主要成分,而其余铂系元素则因含量较小,必须经过化学分析才能被发现。由于锇、铱、钯、铑和钌都与铂共同组成矿石,因此它们都是从铂矿提取铂后的残渣中发现的。

铂系元素化学性质稳定。它们中除铂和钯外,不但不溶于普通的酸,而且不溶于王水。铂很易溶于王水,钯还溶于热硝酸中。所有铂系元素都有强烈形成配位化合物的倾向。1803年,法国化学家科勒德士戈蒂等人研究了铂系矿石溶于王水后的渣子。他们宣布残渣中有两种不同于铂的新金属存在,它们不溶于王水。1804年,泰纳尔发现并命名了它们。其中一个命名为irdium(铱),元素符号定为Ir。这一词GD来自希腊文iris,原意是“虹”。这可能是由于二氧化铱的水合物IrO2H传或Ir(OH)4,从溶液中析出沉淀时,颜色或青、或紫、或深蓝、或黑,GA随着沉淀的情况而改变。

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(Ir)

熔点(℃): 2454

强度(kgf/mm2) :112

电阻(μΩ): 5.3

硬度:240

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E2200℃=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IrRhl0、IrRh40、IrRh50和IrRh­70等合金。Ir-Rh40合金的铸态维氏硬度l736MPa,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。

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。

地壳中有三种地质结构的铱含量最高:火成岩、撞击坑以及前二者演化而成的地质结构。最大的已知矿藏有南非的布什维尔德火成杂岩体、俄罗斯的诺里尔斯克及加拿大的索德柏立盆地等。美国有较小的锇矿藏。铱也出现在次生矿藏中,与冲积层矿藏中的铂以及其他铂系元素结合。前哥伦布时期哥伦比亚乔科省居民所用的冲积层矿藏至今仍是铂系元素的一大来源。截至2003年,并没有数据记录全球铱储藏量。

白垩纪第三纪界线

主条目:白垩纪-第三纪灭绝事件

6600万年前形成的K-E界线记录了从白垩纪到古近纪的转折点,此地层的黏土的铱含量异常高。路易斯阿尔瓦雷茨为首的研究团队在1980年提出假说,指这一地层中的铱是小行星或彗星撞击地球时带来的。这一理论称为阿尔瓦雷茨假说,目前被公认为恐龙灭绝的最佳解释。后来人们在中美洲尤卡坦半岛地底发现了约6600万年前形成的大型撞击坑,即希克苏鲁伯陨石坑,这很可能就是阿尔瓦雷茨假说中那颗陨石的撞击地点。杜威麦克林(Dewey M. McLean)等人则认为是火山活动把铱带到地球表面的,因为地球深处存在更多的铱元素,而且许多火山至今仍在放出铱,如留尼汪岛上的富尔奈斯火山。

金属的提取:砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿,铂或锇、铱的含量能达70-90%,可直接精炼。50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化物共生矿中提取,小部分从炼铜副产品中提取。铂族含量高的冰镍,在氧压下硫酸浸出,或氯化冶金分离其他金属后获得铂族精矿。铂族精矿经过直接溶解、分离、提纯,或先将锇、钌氧化挥发他离后,再分离、提纯其他铂族金属。

铂族金属再生:铂族金属稀有而贵重,历来重视回收。废催化剂、废电器元件、含铂的残破器皿、废电镀液、珠宝装饰品厂的废料等都可从中回收铂族金属。铂族金属的分离和提纯:铂族金属的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而异。将铂族金属精矿或含铂族金属的阳极泥用王水溶解,钯、铂、金均进入溶液。用盐酸处理以破坏亚硝酰化合物,然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵,铂呈氯铂酸铵沉淀出,煅烧氯铂酸铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。分离铂后的滤液,加入过量的氢氧化铵,再用盐酸酸化,沉淀出二氯二氨配亚钯形式的钯,再在氢气中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。

经上述王水处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、密陀僧和焦炭共熔,得贵铅。用灰吹法除去大部分铅,再用硝酸溶解银,残留的铅、铑、铱、锇、钌富集于残渣中。将此残渣与硫酸氢钠熔融,铑转化为可溶性的硫酸盐,用水浸出,加氢氧化钠沉出氢氧化铑,再用盐酸溶解,得氯铑酸。溶液提纯后,加入氯化铵,浓缩、结晶出氯铑酸铵。在氢气中煅烧,可得海绵铑。在硫酸氢钠熔融时,铱、锇、钌不反应,仍留于水浸残渣中。将残渣与过氧化钠和苛性钠一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯气并蒸馏,钌和锇以氧化物形式蒸出。

用乙醇-盐酸溶液吸收,将吸收液再加热蒸馏,并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵,则锇以铵盐形式沉淀,在氢气中煅烧,可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵,可得钌的铵盐,再在氢气中煅烧,可得钌粉。浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱,用王水溶解,加氯化铵沉出粗氯铱酸铵,经精制,在氢气中煅烧,可得铱粉。将铂族金属粉末用粉末冶金法或通过高频感应电炉熔化可制得金属锭。4.制取高纯铂族金属:一般将金属溶解后,经反复提纯,精制方法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉淀等,然后再以铵盐沉出,经煅烧可得相应的高纯金属。

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)。

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。

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。

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。

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(CH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CH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。

铱锇合金曾被加入到钢笔笔头中。1834年开始,一些钢笔生产商开始把铱安装在金笔头上,这是铱的首个主要应用。自1944年起,著名的派克51钢笔就有含钌铱合金的笔尖,合金中的铱含量为3.8%。今天的钢笔笔头几乎不再含有铱,而是含其他的金属,例如钨。

铱铂合金曾经用于加农炮的点火孔和排气孔。根据1867年巴黎世界博览会的一份报告,庄信万丰所展出的一份展品“曾在一把魏渥斯步枪中经历超过3000发,仍无损无耗。所有知道火炮排气孔损耗所导致的麻烦和花费的人,都会非常欣赏这一重要的应用”。

“铱黑”是一种染料,它含有非常细致的铱粉末。铱黑可以把瓷器染成很深的黑色。有19世纪的文献称“所有其他的黑色瓷器染料与它一比较,都变成了灰色”。

2013年3月15日,315晚会曝光,在一些商场黄金专柜出售的千足金,含量并不达标。在深圳的水贝珠宝城,记者见证了首饰加工行业将黄金中加入相对价格较低的金属铱的全过程,并得知,这些含铱的黄金加工而成的首饰将供货给一些商场的黄金专柜。

成块的铱金属没有生物用途亦无害,因为它不与生物组织反应。和大部份金属一样,铱的金属细粉具有危险性。这样的粉末会刺激组织,且容易在空气中燃烧。由于铱化合物的处理量一般都很低,所以人们对其毒性所知甚少。不过铱的可溶盐,如各种卤化铱,则含有毒性。大部份铱化合物都不可溶,所以很难被人体吸收。

Ir同位素和其他放射性同位素一样是危险的。唯一的相关意外是在近距离治疗时受该同位素辐射的意外照射。Ir所放出的高能伽马射线会提高患癌症的可能性。外照射可导致烧伤、辐射中毒甚至死亡。摄入Ir可导致肠胃内膜烧伤。进入体内的Ir、Ir和Ir主要会积累在肝脏中,所放出的伽马射线和β辐射会对身体造成损害。


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