在铂族金属中铂的应用最广,历史最悠久。钯的用量也很大,且由于其价格低于铂而在某些应用上常常代替铂。铂族金属熔点高、导电性好、化学稳定性高,而且铂族金属的合金耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐摩擦,且热电稳定性好膨胀系数小高温强度高广泛用于各个领域。在珠宝首饰业中,主要用作装饰品和工艺品。铂金产量的40%用于珠宝首饰业。在工业上,铂族金属因其优良性能成为上天、入地、下海不可缺少的宝贵原料,由于价格昂贵,一般只用于最核心的部位,故被誉为“工业维他命”。其中铂的用途最广,铂次之,二者占铂族金属用量的90%以上。
一、珠宝首饰
铂金产量稀少拥有迷人的白色光泽,永远不会褪色硬度高于黄金使之成为镶嵌各种宝石的理想金属。因其美观、耐用、稀少的特性,铂和铂合金广泛用于制造各种珠宝首饰,特别是镶钻石的戒指、项链、表壳和表针,成为新人最喜爱的首饰材质,并被当作爱情最好的见证。铂族金属中的铂、钯和铑可作电镀层,常用于电子工业和首饰加工中,在银和18K金表面镀铑,可增强表面的光泽和耐磨性。
铂金制作珠宝首饰有以下几个优势。
(1)铂金天然色为白色在空气中不氧化、不变色,将珠宝(尤其是钻石)镶嵌在白金托座上,其色泽可得到最佳显示。
(2)铂金的强度高,耐摩擦,且抗酸耐溶,不易腐蚀化学性质极为稳定,使宝石镶嵌牢固,不易脱落。
(3)铂金可靖、可拉性强,易于制作成各种造
型。
(4)铂金不但色泽美观且与人们的肤色更加匹配。
美国、英国、法国、国和日本等国一直有佩戴铂金首饰的传统尤以日本最为突岀。在作为世界铂金第一大消费国的日本,铂金主要用于珠宝首饰业约占其总消费量的一半。
目前出现的一种彩色铂金Platigem是南非最新研制的首饰材料属于金属间化合物基体材料为铂、铂加剂为铜,其色彩可为金黄色、橙红色、品红色,质地坚硬,适合制作首饰材料。
铂的补口材料多为钯,铑,铱等铂族元素。以Pt900为例,可以加入钻钯合金也可以加入铱-钯-铜都可以得到综合机械加工性能良好的铂合金材料,它们的熔点一般在1740〜1800Y之间,可以根据不同的需要进行选用。这些铂合金材料的色泽比纯铂金略亮,克服了纯铂金的冷色给人不舒服的感觉,更适合消费者的口味。
在珠宝首饰中,铂金价格普遍高于黄金,主要有以下几个原因。
(1)产量少。在自然界,铂金的储量比黄金稀少。每年铂金的开采量只有黄金的5%,全球首饰行业,每年消耗的铂金,仅为黄金的3%。
(2)能源消耗高。铂金焰点高提纯熔炼铂金比黄金更为困难,能源消耗较局。
(3)加工困难。加工铂金需要比加工黄金更高的工艺水平。
因此,铂金是一种比黄金、白银等贵金属更为稀有、更加珍贵的贵金属,铂金的价格比黄金更高。二、化学工业
在化学工业上广泛应用铂族金属作催化剂,催化剂失效后,金属元素数量没有过多减少。因此舶族金属是最好的、应用最广的催化剂。如用于硝酸生产的铂网触媒、石油化工的催化剂。铂族金属还用作一些关键部件如人造纤维生产的铂合金喷丝头、生产超纯氢的钯膜和钯管过滤元件、电镀的阳极材料等。在铂铑网下增加金钯捕集网可以减少铂、的损失。钯是化学工业中加氢的催化剂。
铂金作为催化剂被广泛用于汽车排尾气净化装置为保护环境起到了重要的作用,全世界约有一半以上的汽车中安装了尾气净化器。
铂的化学性质稳定纯铂、钯合金或铂徹合金制造的实验室器皿如増堪、电极、电阻丝等是化学实验室的必备物。铂合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性,可用于制造生产玻璃纤维的珀垠。在生产优质光学玻璃时为防止熔融的玻璃被玷污,也必须使用铂制増堪和器皿。
铂羰、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损能力被用作电接点合金这是铂的主要用途之一。铂純合金和铂钌合金用于制造航空发动机的火花塞接点。钯合金还用于制造氢气净化材料和高温钎焊焊料等。涂钌和铂的钛阳极代替电解槽中的石墨阳极提高了电解效率,并延长了电极寿命,是氯碱工业中一项重要的技术改进为钌在工业上的运用开辟了新途径。
中国科学家运用分子纳米技术打造出了一顶铂金“纳米皇冠”。铂金在超分子科学的诸多领域如超分子催化、仿生、人工模拟酶、物质分离与分析以及纳米结构自组装等方面都具有相当广阔的应用前景。
三、电子工业
在电子工业方面,铂族金属用作电气测量仪表、高效电子管和X射线管的阴极、各种精密电阻材料、磁和电磁线材料、电子管和微型电子器件材料、特殊用途的电接触材料。铂族金属制成的银钯、银铂、金钯、金铂导电浆料和银钯、钌系电阻浆料广泛应用于集成电路制作,成为微电子技术中最重要的材料之一,1969年人类首次登月的阿波罗11号飞船,仅通讯设备和电子计算机所用贵金属就达1000kg。
铂族金属特别是铂镉合金常用作精密电阻材料。纯铂又是最佳的测温材料,以其灵敏度高、稳定性好、重现性佳著称,至今仍是国际温标中最重要的内插 温度仪器铂基合金还可制成抗辐射低温电阻温度计,用于核反应堆和核火箭发动机测温。
贵金属钎料在有色金属钎料中占有主要的位置,尤其是钎焊温度要求在650-800°C范围的钎料非贵金属钎料莫属。飞机、导弹、火箭上的一些重要部件必须用贵金属钎料钎焊。
铂族金属性能优异用途广泛,但其资源却是有限的。为了解决此问题,人们采用电镀法在其他基底材料上镀一层铂族金属;还有一个办法就是研究铂族金属的复合材料,技人们的意愿设计、制造具有多种优良综合性质的复合材料。在发达国家此研究卓有成效在电子电气工业发展十分迅速的情况下,由于铂族金属复合材料的广泛应用,铂族金属消耗量没有明显增加。
四、航空航天、军事用途
铂金的抗氧化力强,熔点高,因此还被用于制作宇航服,以及制造喷气发动机的燃料喷嘴、喷气式飞机和火箭用的起火电触头材料、宇宙飞船前锥体的耐高温保护层、高效燃料电池等。铂金还被用于核工业领域,能有效地制作防护材料和提高燃料效能并实现高标准的环保要求。
第二次世界大战爆发后,铂金作为一种具有高熔点的良好催化剂具有很重要的军事用途。美国政府曾一度禁止铂金的非军事用途,用白色K金替代铂金尽管白色K金从光泽、硬度等多方面永远无法取代铂金。
科学家研究发现,任何人的皮肤对铂 金都不会有过敏现象,和金可做成电极用 于电子脉冲调节器,直接插入人体心脏,救 治心律不齐患者。铂或钯的合金也可用作牙科材料。铂的络合物顺铂、卡铂还是治疗癌症的药物。铂还用于制作生物传感器 的电极,快速探测血液中血红蛋白和小便 中各种酶的含量。
铂金还可用于制造潜水深度达200m的防水手表。以前曾用铀钺合金制造标准的米尺和砥码。在19世纪中叶,俄国曾制造铂钺合金币在市场上流通。早年在照相术上采用“铂黑印片术”,大量使用铂盐,印出的照片美观而持久,现在一般不用此法。100多年前还曾有过铂丝酒精灯和铂怀炉。
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