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貴金屬的應用領域
 
來源:中國廢舊物資網        發稿時間:2010-07-30 16:49:39        發稿編輯:幻境
  貴金屬元素由于有優良的物理化學性能(如:高溫抗氧化性和抗腐蝕性)、電學性能(優良的導電性、高溫熱電性能和穩定的電阻溫度系數等)、高的催化活性、強配位能力等,在工業中用途極廣,其應用的"少、小、精、廣"的特點,因而被稱為現代"工業的維他命"。貴金屬與當代高新技術的發展關系密切。

  1.貴金屬在生物醫學中的應用

  利用貴金屬,特別是以鉑及其合金制造的微探針來探索神經系統和修復受損部分,已取得顯著成效。例如,視覺神經等神經修復裝置,橫隔膜神經耳渦神經剌激裝置,脊髓剌激裝置,小兒脊柱彎曲的整形裝置等。心臟病人用心臟起博器也用貴金屬制造。因為這些裝置的植入人體部分除了需與人體相容、無毒外,還要求有良好的抗腐蝕性、導電性、抗蠕變性等。常用的有Pt、Pt - Ir、Au、Au - Pt、Ag - Pd等金屬或合金材料。貴金屬同位素、化合物可用于肝、肺、腎、乳腺、腦等疾病及腫瘤的診斷治療。

  含金藥物主要用于風濕關節炎治療,國外市場已經出售27種藥物。近年來,含銀藥物在治療燒傷、齲齒防治、乳腺癌診斷、抑制艾滋病傳播、激光外科手術等方面的研究的應用有較大的進展。

  在美國、英國等,早在1979年就開始用鉑藥物治療腫瘤。順鉑對治療膀胱癌、睪丸癌、卵巢癌,頭頸部腫瘤有效,最近在肺癌、食道癌治療中也成為不可少的藥物,目前正在為降低腎毒等副作用而努力。繼順鉑之后,有希望的第二代抗癌鉑藥物正在開發之中,其中碳鉑療效與順鉑相當,毒性較小,已開始臨床應用。

  2.航空航天材料中的貴金屬

  航空、航天、航海工業,要求材料具有高溫抗腐蝕性、高可靠性、高精度和長的使用壽命,有的非用貴金屬不可。如火箭點火引爆合金,航空發動機點火接點,導彈、衛星、艦艇、飛行器等控制方向、姿態的儀表材料(如陀螺儀的導電游絲)精確測溫材料,應變材料等 。

  3.信息技術及激光技術中的貴金屬

  電子計算機極大地促進信息技術的發展。電子計算機的心臟大規模集成電路元件的制造離不開貴金屬。隨著集成電路及無線電元器件小型化、片狀化、組合化的發展,貴金屬厚膜漿料的需要劇增。現在已經形成包括導電、電極、電阻、電位器及介質漿料的包封材料的系列產品。混合集成電路(其中約80%是厚膜集成電路)廣泛用于電子計算機、傳真、電視、錄像、電影、無線電等部門。

  貴金屬的電鍍從全面電鍍向局部電鍍轉變,引線框架等元件鍍銀或鍍鈀代替鍍金,從低速電鍍和高速電鍍發展,最近正在發展微細部分的高精度電鍍技術。

  銥、銠用于生長激光晶體的坩堝。由于激光技術在彩色電視、衛星直播、軍工、通訊、材料加工、醫療、印刷等方面的應用,拉制單晶的鉑族金屬坩堝需要量隨之增加。最近提出用Ir - Re合金制作石榴石晶體生長的新型坩堝,可以延長使用壽命,減少貴金屬消耗。

  4.自動化技術中的貴金屬材料

  自動技術離不開電,貴金屬材料由于其抗氧化最適于制造電接點。現在研究的主攻方向是:在提高電接點性能及質量的基礎上,謀求貴金屬的節約和代用;由包層材料代替實體材料,且包層材料向層化發展;鍍層替代包層,由全面鍍向部分 鍍變更;減少合金中貴金屬含量,向完全不含貴金屬的材料發展。

  5.能源技術的貴金屬材料

  核反應堆是核發電的基礎。在核裂變壓反應堆中,使用 Ag - In - Cd合金作為中子吸收材料。在AI中加入Cu、Ag等元素,制成電子高、抗拉強度高、對放射性敏感性低的核反應堆結構材料。另一種材料是由(重量)%:Ag5 ~50,TiO.05 ~ 0.4、Zr0.05 ~ 0.3、V0.05 ~ 0.2、W0.05 ~ 0.3及余量鋁組成。Pt - 6Ru/Pt熱電偶用于核反應堆1870K以下溫度的測量。

  6.貴金屬催化劑及新材料的發展

  鉑族金屬具有優良的催化活性,較高的選擇性、較長的使用壽命和可回收再生等優點,其研究和開發對工業和社會發展意義重大,今后許多領域必將是鉑催化劑大顯身手的時代。

  化學及石油化工用催化劑。80%以上的化學反應與催化有關,鉑族金屬催化劑在其中占有重要地位。如硝酸工業氨氧化用鉑銠,或有鉑鈀銠催化網,70年來一直是硝酸工業核心。幾乎年有的精細化工與貴金屬催化劑有關使用載體催化劑,并向均相多功能催化劑方向發展。提高汽車油辛烷值的石油重整,一直離不開鉑及鉑及鉑等基催化劑,另外,裂化、另氫等催化劑也多以鉑或鈀為基。

  一碳化學用催化劑、一碳化學指以煤及燃氣,即甲烷、一氧化碳、甲醇等分子內含一個碳原子的物質為原料,制備各種化學制品和新興工業領域。這方面最前途的是鉑族金屬配合物或金屬化物催化劑。

  廢氣凈化用催化劑,主要是汽車廢氣的處理,目前的發展趨勢是:薄壁蜂窩和三元催化系統;采用氧傳感器、電子計算機空燃比反饋控制系統,可以同時消除廢氣中的一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物;同時求降代催化劑中鉑族金屬含量。

  某些粒小于1m的貴金屬,其導電性、光學活性。、低溫磁化率、比熱、核磁張弛等方面出現能級斷續性的異常現象,而且表面活性增大,著火點下降。可應用于催化劑、傳感器、低溫燒結、導電漿料、太陽能吸引膜、稀釋冷凍絕熱材料等方面。

  將鍍金的金屬纖維和金屬粉末混入高分子材料,如橡膠,制成各向導電性橡膠可用于發光二極管、液晶元件、混合集成電中中。用鉑族 金屬 有化合物使聚乙炔、石墨層間化合物導電化也可制面導電率與銀銅 相匹敵的導電性高分子材料。

  目前研究的貴金屬非晶態合金有鉑、金、鈀、銠、銥有合金系。主要用途是催化劑、磁電機材料、電極材料、儲氫材料、高強度材料、焊料等。

  在鈦中加入0.2%的鈀,大大地提高了鈦的抗腐蝕能力。在不銹鋼中加入0.1 ~ 3%的鉑,使不銹鋼的腐蝕量減少到原來的1/10。最近提出的耐蝕合金還有:Ti - Ru - W(mO或Ni)系合金。

  不銹鋼表面有0.003 m的鈍化膜,因此導電性變差,不能釬焊,限制了在電子工業中的應用。但是只要在不銹鋼表面鍍0.1~0.5 m厚的金,就有了導電性和釬焊性,從而開辟了在電子工業中的應用。

  貴金屬應用極廣,在高新技術的發展中處于重要地位。隨著科學技術的發展,其應用領域和用途還會擴大,起越來越重要作用。