贵金属的应用

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:259
    贵属在现代社会发展中具有重要战略地位,尤其族金属在20世纪中期即被称为“现代工业维他命”,20世纪80年代被誉为“第一重要的高技术金属(First and foremost ahigh-technology metal)",工业发达国家作为“稀有的重要战略物资储备”。
    贵金属的使用特点可归结为“少、小、精、广、贵”,即批量及用量少,单件物品及元器件体积、质量小,技术性能要求精、应用于关键和核心部位,应用领域很广,使用价值昂贵。
    (一)首饰及金融储备
    金、及铂首饰、工艺制品,古今中外经久不衰,20世纪初,50多个国家货币实行金本位制后,黄金成为永久价值的象征。黄金储备量曾经作为衡量国家财力和贫富的重要标志,在世界经济发展中发挥过重要作用。近十几年来黄金作为金融通货的功能渐趋萎缩,白金首饰的佩戴和收藏在发达国家已日益普遍(约占铂年用量的36%),在日本等国民间铂储备比例更大。铂族金属不仅作为重要的战略物资,也可能成为替代黄金的首选金融储备。
    (二)催化剂
    85%的化学化工及石油工业中的产品生产、提纯、氧化、脱氢、异构、合成等皆需依靠催化剂,其中一半以上是含贵金属的催化剂。最普遍的氨的催化氧化制造硝酸(世界年产4 000万吨,中国250万吨),进而生产硝铵、尿素等化肥和炸药,需依靠铂-或铂-钯-铑合金网催化。石油重整生产高辛烷值汽油,芳烃类产品苯、二甲苯、萘(分别是塑料、合成橡胶、纤维、农药、医药、炸药和染料的重要原料)的生产,环氧乙烯、甲醛、乙醛、苯酚乙酸、乙酸酐、草酸酯、乙二醇的生产,扑热息痛、二氢链霉素、盐酸普罗帕酮等药物制备,大多使用含贵金属的催化剂。新型贵金属催化剂材料、载体材料和膜技术的研究开发方兴未艾。化学工业及有色金属冶炼工业大量使用镀、涂铂族金属的阳极,可大幅降低电解过程的电耗。
    (三)抗高温腐蚀的器皿器件
    高级光学玻璃和玻纤的生产需使用弥散强化铂,铂-铑合金及用铂包覆或其他高熔点金属的坩埚和漏板。优质大功率激光器的心脏部件—单晶宝石有很高的熔点(如红宝石为2 050℃,掺石榴石为1 970℃),需用高熔点的坩埚熔制。
    (四)信息传感材料
    信息传感材料是遥测遥控技术的基础。全世界使用的传感器件已达2万多种,应用贵金属传感材料的领域主要有如下几个。[next]
    (1)测温元件和基准  利用铂族金属高熔点、抗氧化、热电性能稳定(热电一温度变化呈线性关系)、电阻及电阻温度系数小、易加工的特性,广泛用于制造测温基准和测温元件,尤其是1 000℃以上的高温准确测量和基准。高纯铂丝制成的铂电阻温度计,用作13.81-630.74℃温度范围的测温基准和测温元件。厚膜铂电阻温度计(膜厚1-10μm)已在工业中广泛应用。而Pt-PtRh10, Pt-PtRh13, PtRh6-PtRh30等系列热电偶,则分别是630.74-1 064.43℃温度范围的测温基准和1 800℃以内的测温元件,铑铱系热偶测温范围可达2 100℃以内。
    (2)气敏传感元器件铂、钯对气体的高吸附能力及高氧化活性,使其成为气敏传感的理想材料。用贵金属浆料、薄膜、化合物制造的各种传感器,对氟里昂、氨、一氧化碳、气、氰酸、硫化氢、氯乙烯、卤素、苯、光气、二甲苯、甲醇等几十种有毒、有害、可燃气体的探测传感,在工业生产及日常生活、环境保护、消除污染方面发挥重要作用。
    (五)高技术材料
    (1)电接触材料  如航空发动机点火接点Pt-25lr,电话继电器及精密仪表中的Pd-Ag接点,航空及航天器仪表中高精密长寿命的电位器绕组、电刷、导电滑环、整流片、换向片等。
    (2)钎料  用于电子产品、电真空器件、特种材料的可靠钎接,钯基钎料适用于宇航及高技术中各种高温合金、难熔金属与石墨陶瓷的可靠焊接。
    (3)包覆材料  在、钼、钨等高熔点金属或石墨上包覆铱层,提高其高温抗氧化性,不锈钢包覆铂或铱制造涡轮发动机叶片、航天火箭燃烧器、空间站指向天线和推进发动机核燃料包覆容器。
    (4)电镀及复合材料  如表面质量要求很高的科学仪器、医疗器械、接触腐蚀性液体的仪表、探头、探照灯聚光镜表面等,只要镀铂0.0025mm或镀铑0.0004mm薄层即可满足使用要求。
    (5)浆料  贵金属粉末与添加剂、胶粘剂等组成的具有一定粘度的浆状物,是小型化、片状化、组合化厚膜和薄膜混合集成电路及微型电子元器件中作电阻、电感、电容及导电等元件的关键材料,具有稳定、可靠、长寿、高精度等突出优点。
    (六)能源材料
    贵金属作为产氢的电极材料、催化材料、贮氢透氢净化材料具有特殊的应用。
    核能工业中,贵金属作为电极材料、中子控制棒材料,是核动力装置中使氢和氧再生为水的反应器催化剂,在宇宙飞船的同位素发电机中作核燃料箱的包覆材料。[next]
    (七)医药
    贵金属作为药物已有悠久的历史,入类早已知道银具有很强的杀菌性质。药典中列入的含银药物有十多种。如硝酸银、乳酸银、柠檬酸银、乙酸银等。磺胺嘧啶银(AgSD)的强杀菌能力可有效地治疗烧伤。银蛋白胶体的强杀菌力及无过敏反应,也已临床使用。
    金的药物中应用最有效的是金诺芬(Auronafin),即2,3,4,6-四乙酰-β-D-1-硫代葡糖三乙基膦金,是治疗类风湿关节炎的特效药,且副作用小。1992年被评为全球最畅销的50种药物之一。
    “顺铂”[顺式二氯二氨合铂(Ⅱ),即cis-Pt(NH3)2CI2]抗癌新药是一种疗效显著的广谱抗癌药物。第二代“碳铂”,即1,1-环丁二酸二氨合铂(Ⅱ)为口服药,使用方便,疗效显著。
    把大量用于牙科材料及制造医疗器械。
    (八)环保材料
    铂族金属的汽车尾气净化催化剂,可将汽车尾气中的有害碳氢化合物、一氧化碳及氮的氧化物转变为无害的化合物。十多年来已成为铂族金属的最大应用领域,全世界现有6亿辆汽车中已有约一半安装了含铂族金属的尾气净化装置,每年消耗铂量占当年产量的约1/3(约130t)。凡是排放有害废气的工业部门都有有害物质的监测、监控及净化达标排放的同样问题,铂族金属的独特功能将在这方面进一步体现。
标签: 贵金属
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