You-gen.ru

Здоровье и медицина
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металл иридий: история, свойства, как получают и где используют

Минерал существует в чистом виде, но первые упоминания об изотопном металле связаны с падением на Землю железоникелевого метеорита. Столкновение с Землёй метеорита произошло 65 млн лет назад, в эпоху трицерапторов и дипладоков. В Земле упавший объект оставил след, последствия которого видны и сегодня. Образовался кратер в 180 километров глубиной, пыль, поднявшаяся из-за нарушения земной коры и падения метеорита, заставила Землю пребывать во мгле 14 дней, случились извержения вулканов на территории Азии, Индостана и Мадагаскара.

Некоторые учёные предполагают, что именно этот металл погубил всех динозавров и других крупных ящеров, из-за того, что начал выделять токсин при соприкосновении с хлором и земным ядром. Как известно, металл плавится при 2300 градусов по Цельсию.

Так, он лежал в Земле все 65 млн лет, пока его не обнаружили по случайности люди, искавшие платину и нашедшие её на месте старого кратера.

Как земной элемент, иридий был обнаружен в 1804 году, учёным С. Теннатом. В результате проведения процедур по изучению платиновых минералов и выявления в них осмия, был обнаружен иридий.

Вот так Юкатанская катастрофа привела к тому, что в периодической таблице появился Иридий.

Иридий устойчив на воздухе при обычной температуре и нагревании, при прокаливании порошка в токе кислорода при 600—1000°C образует в незначительном количестве IrO2. Выше 1200°C частично испаряется в виде IrO3. Компактный иридий при температурах до 100°C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями. Свежеосажденная иридиевая чернь частично растворяется в царской водке с образованием смеси соединений Ir(III) и Ir(IV). Порошок иридия может быть растворён хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов при 600—900°C или спеканием с Na2O2 или BaO2 с последующим растворением в кислотах. Иридий взаимодействует с F2 при 400—450°C, а c Cl2 и S при температуре красного каления.

Иридий не играет никакой биологической роли. Нетоксичен. Однако некоторые его соединения, например, его гексафторид (IrF6), очень ядовиты.

Читать еще:  Симптомы болезни — ликвородинамические нарушения
Подготовил Евгений Лавриненко (СМ)

Физические свойства иридия

Иридий обладает высокой твердостью и устойчивостью к воздействию окружающей среды. Плохо поддается механической обработке, тугоплавкий. По мнению некоторых ученых иридий заслуживает звание самого плотного металла среди всех прочих.

Основные физические характеристики:

  • ρ = 22,42 г/см3;
  • Т плавления – 2466 ᵒС;
  • Т кипения – 4428 ᵒС;
  • Твердость по шкале Мооса – 6,5;
  • Теплопроводность – 147 Вт/м×К

Значительная часть металла задействована в химической промышленности. Он используется в изготовлении термостойкой посуды.

Также применяется как ускоритель реакций, например, при извлечении азотной кислоты.

Чистый сплав без примесей используется для изготовления деталей высокоточных приборов и датчиков. В основном для лабораторных экспериментов.

В автомобильной промышленности наиболее часто можно встретить свечи зажигания изготовленный из иридия. Он используется в качестве защиты и продления срока годности таких деталей.

Тонкий лист иридия

Добавление металла к другим элементам даже в незначительных количествах, существенно повышает их изностостойкость.

Иридий наряду с платиной используется в медицине, ювелирном деле, в науке и других отраслях.

Производство и применение

Наиболее известные российские предприятия, добывающие Иридий из вторичного сырья или соответствующих руд:

  • Красноярский завод цветных металлов ОАО «Красцветмет»;
  • НПП «Биллон» (Екатеринбург);
  • ОАО ГМК «Норильский Никель».

норильский никель

При обнаружении в природе химический элемент Ir сопровождается своими природными изотопами. Это стабильные 191 и 193. Однако есть целая сеть синтезированных изотопов, имеющих короткий период полураспада. Из них самый примечательный относительно стабильный (время жизни 241 год) Иридий 192, имеет изомер Ir 192 с периодом полураспада 74 суток.

Первый из них может выступать в качестве источника электроэнергии. Второй используется, как индикатор качества сварных швов. Гамма-дефектоскопы оснащаются, как раз изотопом 192.

Металл иридий

Поскольку прочность металла соизмерима с его компаньоном Осмием, материал может заменить последний практически во всех областях. Его используют для изготовления термопар, топливных баков, термоэлектрических генераторов.

Известны свечи: иридий – медь – платина, где интересующее нас вещество, выполняет роль элемента, повышающего износоустойчивость и продлевающего жизнь изделиям. Также известны тигли, ряд объектов, используемых в качестве эталонов мер и весов. Наиболее известный из них – эталонный килограмм. Все это неумолимо повышает цену на иридий и его изотопы.

Читать еще:  Симптомы болезни — боли в левой руке

иридиевые свечи зажигания

Иридиевые свечи зажигания

Сплав платины и Ir даже без меди известен высокой прочностью, разговоры о том, что ранее его использовали для изготовления перьев для ручек – правда, но аналогичные изделия делались из сплава платины с осмием. В отличие от последнего, иридий с удовольствием используется для сплавов с платиной ювелирами. Он хоть и тугоплавкий, все же позволяет добиваться получения необходимых форм, ставить клеймо.

Использование иридия в электронике

Использование иридия в электронике

Металлургические инновационные технологии коснулись применения этого химического вещества. Сегодня популярны напыления Иридия, образующие тончайшие и прочные пленки.

Находит свое место иридий в медицине. Уже упомянутый сплав платина-иридий используется сразу в двух ипостасях: как материал для изготовления элемента электрического кардиостимулятора, а также в качестве электрода, с помощью которого вся конструкция вживляется человеку. Здесь используется сложная схема, где внедренные части взаимодействуют с внешней антенной, находящейся где-то поблизости, например, в кармане пациента.

Добыча и переработка

Основные объемы иридия извлекают из сульфатных железистых, никелевых руд. Немного дает минералогическая экзотика – невьянскит, уросмирид, сысертскит.

Чистый иридий получают промышленным способом из продуктов переработки медно-никелевых сплавов.

Технология многоэтапная – выделение из концентрата платиноидов, выщелачивание остатка водой, перегонка, воздействие царской водкой. Осадочный иридий прокаливают, получая чистый металл.

Есть другие методы: ионный обмен, экстракция. Все технологии добычи сложны, затратны.

В России добычу иридия ведут предприятия Красноярска, Екатеринбурга, «Норильский Никель».

Иридий – космический странник

Хоть иридий и сопутствует платине, но в земной коре он встречается достаточно редко. Есть версия, что из-за большого удельного веса при формировании планеты иридий ушел вглубь в состав ядра. Но это только одна из гипотез. Гораздо чаще иридий встречается в составе метеоритов. Именно это свойство служит для определения происхождения пород. Высокая концентрация иридия свидетельствует об их метеоритном происхождении.

Читать еще:  Тяжелый период в отношениях

Объемы мировой добычи подтверждают репутацию иридия как редкого металла. По последним официальным данным сейчас добыча иридия стабилизировалась на уровне 6 тонн в год с небольшими колебаниями в ту или иную сторону. Этого объема даже не хватит, чтобы заполнить до верха 300-литровую бочку. Для сравнения, годовая добыча платины составляет в среднем 180-200 тонн.

Применение [ править ]

Особый интерес в качестве источника электроэнергии вызывает его ядерный изомер иридий-192m2 (имеющий период полураспада 241 год).

Сплавы с W и Th — материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы термоэмиссионных катодов.

Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев и чернильных стержней, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.

Иридий в палеонтологии и геологии является индикатором слоя, который сформировался сразу после падения метеоритов.

Иридий, наряду с медью и платиной, применяется в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в качестве материала для изготовления электродов, делая такие свечи наиболее долговечными (100—160 тыс. км пробега автомобиля) и снижая требования к напряжению искрообразования. Изначально использовался в авиации и гоночных автомобилях, затем, по мере снижения стоимости продукции, стал употребляться и на массовых автомобилях. В настоящее время такие свечи доступны для большинства двигателей, однако являются наиболее дорогими.

Иридий-192 является радионуклидом с периодом полураспада 74 сут, широко применяемым в дефектоскопии, особенно в условиях, когда генерирующие источники не могут быть использованы (взрывоопасные среды, отсутствие питающего напряжения нужной мощности) [13] .

Платиноиридиевый сплав обладает большой механической прочностью, не окисляется. Из этого сплава, в частности, изготовлен эталон килограмма.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector