Где используется иридий. Иридий — описание, область применения. Смотреть что такое "иридий" в других словарях

Немецкая компания по продаже драгоценных металлов Degussa Goldhandel GmbH начала впервые предлагать частным инвесторам слитки иридия и рутения. Предложение этих драгоценных металлов в качестве инвестиционного продукта является новым шагом на рынке.
Помимо традиционных драгметаллов как золото, серебро, платина, палладий и родий теперь инвесторы смогут купить инвестиционные слитки иридия и рутения чистотой 999/1000 и массой в 1 унцию (31,1 грамм).

Производство иридия и рутения является сложным металлургическим процессом. В основном эти драгметаллы используются в промышленности. Также широкое применение они нашли в медицинской технике, машиностроении и химической промышленности. Для промышленных потребителей Degussa предлагает иридий и рутений в виде порошка.

Стоимость 1 слитка иридия на 23 февраля 2018 составляет € 1200, рутения — €372, родиума — €1975.

Подробнее об иридии

Иридий в палеонтологии и геологии является индикатором слоя, который сформировался сразу после падения метеоритов, что не случайно — иридий относительно часто встречается в метеоритах и считается космическим металлом.

Еще до открытия кратера Чискулуба многие ученые обратили внимание на большое количество иридия в отложениях, возраст которых совпадает с исчезновением последних динозавров. Это убедило палеонтологов в том, что ответственность за вымирание этих гигантских ящеров лежит именно на астероиде. Эти же слои отложений содержат огромное количество углерода в виде сажи.

Предполагается, что кратер Чискулуба образовался в результате удара астероида диаметром около 10 км. Энергия удара оценивается в 5·1023 джоулей или в 100 тератонн в тротиловом эквиваленте (для сравнения, крупнейшее термоядерное устройство имело мощность порядка 0,00005 тератонны, что в 2 миллиона раз меньше.

Небольшое количество иридия было обнаружено в фотосфере Солнца.

Иридий (др.-греч. ἶρις - радуга) получил такое название благодаря разнообразной окраске своих солей
– тугоплавкий металл, относящийся к платиновой группе. Иридий имеет серебристо-белый цвет, является тугоплавким и твердым металлом. Плотность иридия наряду с плотностью осмия является самой высокой среди всех металлов. Металл имеет высокие антикоррозийные свойства при сверхвысоких температурах до 2000 C.

Иридий входит в группу самых дорогих металлов и по своей стоимости уступает лишь родию, платине и золоту. В природе металл встречается вместе с рутением, рением и родием. Металл является одним из компонентов таких минералов, как ауросмирид, сысертскит и невьянскит.

Добыча иридия

Промышленные предприятия добывают иридий из шламов, образующихся при медно-никелевом производстве. Добыча иридия проходит в несколько этапов: получение концентрата, выщелачивание чернового металла, очищение от примесей. При отделении иридия от металлов, которые не относятся к благородным, может быть использован метод ионного обмена. При извлечении металла из минералов процесс добычи проходит этап сплавки с оксидом бария, обработку царской водкой и раствором соляной кислоты. В результате при отделении осмия получают комплексное соединение, которое необходимо прокалить для того, чтобы получить чистый иридий.

Сплав иридия с платиной позволяет получить материал с высокими прочностными характеристиками, данный сплав не подвержен окислению. Из этого сплава, в частности, изготовлен эталон килограмма .

Российские предприятия-производители иридия:

— ОАО «Красцветмет»;
— НПП «Биллон»;
— ОАО ГМК «Норильский Никель».

Применение иридия

- В электротехническом и электрохимическом секторах . Для химически и термически стойкой посуды, и катализатором, ускоряющим реакции, в частности получение азотной кислоты. В чашах из сплава платины с иридием производится растворение золота с помощью смеси кислот, называемых «царской» водкой.
- В качестве источника электроэнергии используется ядерный изомер иридия – иридий-192m2. Как компонент сплавов металл применяется для изготовления термоэлектрических генераторов, термопар, термоэмиссионных катодов и топливных баков. 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).
- В медицине. Из иридия получают высокопрочное защитное покрытие для керамики и металлов. Добавка иридия позволяет улучшить прочностные свойства и твердость других металлов. Применяют металл для производства высокопрочного хирургического инструмента.
- Для изготовления тиглей. Металл используют в качестве основного материала, в которых в дальнейшем выращивают монокристаллы особой чистоты. Тигли из иридия используют и для варки высококачественного стекла.
- 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.
- В свечах зажигания 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.
- В ювелирном деле иридий стали использовать совсем недавно. В России в 1999 году из него были изготовлены кольца, а следом — золотые изделия, украшенные иридиевой инкрустацией. Излюбленным материалом для ювелиров является иридиево-платиновый сплав. Добавка 10% этого супертвердого вещества улучшает прочность платины в три раза, а изделия приобретают несравнимой красоты внешний вид и безукоризненную прочность.

Первый набор в истории нумизматики с монетой из иридия

Монета из иридия вошла в набор монет Руанды. В набор вошли пять монет, номинал каждой 10 руандийских франков. Монеты обладают одинаковым диаметром 11 мм. Каждая монета из драгоценного металла упакована в органическое стекло.
На лицевой стороне монет изображен герб Руанды, на реверсе - голова льва и технические характеристики монеты: металл, из которого отчеканена каждая монета и год эмиссии «2013».

Монета из золота 999-й пробы (proof), ее масса 1/100 oz.
Монета из серебра 999-й пробы (proof), масса монеты 1/25 oz.
Монета из иридия 999-й пробы (BU), ее масса 1/25 oz.
Монета из палладия 999-й пробы (proof), масса такой монеты 1/100 oz.
Монета из платины 999-й пробы (proof) ее масса 1/100 oz.

Тираж набора - 1000 шт.

Из чистого иридия делают тигли для лабораторных целей и мундштуки для выдувания тугоплавкого стекла. Можно, конечно, использовать и в качестве покрытия. Однако здесь встречаются трудности. Обычным электролитическим способом на другой металл наносится с трудом, и покрытие получается довольно рыхлое. Наилучшим электролитом был бы комплексный гексахлорид иридия, однако он неустойчив в водном растворе, и даже в этом случае качество покрытия оставляет желать лучшего.

Разработан метод получения иридиевых покрытий электролитическим путем из расплавленных цианидов калия и натрия при 600° С. В этом случае образуется плотное покрытие толщиной до 0,08 мм.

Менее трудоемко получение иридиевых покрытий методом плакирования. На основной металл укладывают тонкий слой металла-покрытия, а затем этот «бутерброд» идет под горячий пресс. Таким образом получают вольфрамовую и молибденовую проволоку с иридиевым покрытием. Заготовку из молибдена или вольфрама вставляют в иридиевую трубку и проковывают в горячем состоянии, а затем волочат до нужной толщины при 500-600° С. Эту проволоку используют для изготовления управляющих сеток в электронных лампах.

Можно наносить иридиевые покрытия на и керамику химическим способом. Для этого получают раствор комплексной соли иридия, например с фенолом или каким-либо другим органическим веществом. Такой раствор наносят на поверхность изделия, которое затем нагревают до 350-400° С в контролируемой атмосфере, т. е. в атмосфере с регулируемым окислительно-восстановительным потенциалом. Органика в этих условиях улетучивается, или выгорает, а слой иридия остается на изделии.

Но покрытия - не главное применение иридия. Этот металл улучшает механические и физико-химические свойства других металлов. Обычно его используют, чтобы повысить их прочность и твердость. Добавка 10% иридия к относительно мягкой платине повышает ее твердость и предел прочности почти втрое. Если же количество иридия в сплаве увеличить до 30%, твердость сплава возрастет ненамного, но зато предел прочности увеличится еще вдвое -до 99 кг/мм 2 . Поскольку такие обладают исключительной коррозионной стойкостью, из них делают жаростойкие тигли, выдерживающие сильный нагрев в агрессивных средах. В таких тиглях выращивают, в частности, кристаллы для лазерной техники. Платино-иридиевые привлекают и ювелиров - украшения из этих сплавов красивы и почти не изнашиваются. Из пла-тино-иридиевого сплава делают также эталоны, иногда - хирургический инструмент.

В будущем иридия с платиной могут приобрести особое значение в так называемой слаботочной технике как идеальный материал для контактов. Каждый раз, когда происходит замыкание и размыкание обычного медного контакта, возникает искра; в результате поверхность меди довольно быстро окисляется. В контакторах для сильных токов, например для электродвигателей, это явление не очень вредит работе: поверхность контактов время от времени зачищают наждачной бумагой, и контактор вновь готов к работе. Но, когда мы имеем дело со слаботочной аппаратурой, например в технике связи, тонкий слой окиси меди весьма сильно влияет на всю систему, затрудняет прохождение тока через контакт. А именно в этих устройствах частота включений бывает особенно большой - достаточно вспомнить АТС (автоматические телефонные станции). Вот здесь-то и придут на помощь необгорающие платино-иридиевые контакты - они могут работать практически вечно! Жаль только, что эти сплавы очень дороги и пока их недостаточно.

Добавляют не только к платине. Небольшие до-бавки элемента № 77 к вольфраму и молибдену увеличивают прочность этих металлов при высокой температуре. Мизерная добавка иридия к титану (0,1%) резко повышает его и без того значительную стойкость к действию кислот. же относится и к хрому. Термопары, состоящие из иридия и сплава иридия с родием (40% родия), надежно работают при высокой температуре в окислительной атмосфере. Из сплава иридия с осмием делают напайки для перьев авторучек и компасные иглы.

Резюмируя, можно сказать, что металлический иридий применяют главным образом из-за его постоянства - постоянны размеры изделий из металла, его физические и химические свойства, причем, если можно так выразиться, постоянны на высшем уровне.

Как и другие VIII группы, иридий может быть использован в химической промышленности в качестве катализатора. Иридиево-никелевые катализаторы иногда применяют для получения пропилена из ацетилена и метана. Иридий входил в состав платиновых катализаторов реакции образования окислов азота (в процессе получения азотной кислоты). Один из окислов иридия, IrO 2 , пытались применять в фарфоровой промышленности в качестве черной краски. Но слишком уж дорога эта краска…

Запасы иридия на Земле невелики, его содержание в земной коре исчисляется миллионными долями процента. Невелико и производство этого элемента - не больше тонны в год. Во всем мире!

В связи с этим трудно предположить, что со временем в судьбе иридия наступят разительные перемены - он навсегда останется редким и дорогим металлом. Но там, где его применяют, он служит безотказно, и в этой уникальной надежности залог того, что наука и промышленность будущего без иридия не обойдутся.

ИРИДИЕВЫЙ СТОРОЖ. Во многих химических и металлургических производствах, например в доменном, очень важно знать уровень твердых материалов в агрегатах. Обычно для такого контроля используют громоздкие зонды, подвешиваемые на специальных зондовых лебедках. В последние годы зонды стали заменять малогабаритными контейнерами с искусственным радиоактивным изотопом - иридием-192. Ядра 192 Ir испускают гамма-лучи высокой

энергии; период полураспада изотопа равен 74.4 суток, часть гамма-лучей поглощается шихтой, и приемники излучения фиксируют ослабление потока. Последнее пропорционально расстоянию,

которое проходят лучи в шихте. Иридий-192 с успехом применяют и для контроля сварных швов; с его помощью на фотопленке четко фиксируются все непроваренные места и инородные включения. Гамма-дефектоскопы с иридием-192 используют также для контроля качества изделий из стали и алюминиевых сплавов.

ЭФФЕКТ МЁССБАУЭРА. В 1958 г. молодой физик из Германии Рудольф

Мёссбауэр сделал открытие, обратившее на себя внимание всех физиков мира. Открытый Мёссбауэром эффект позволил с поразительной точностью измерять очень слабые ядерные явления. Через три года после открытия, в 1961 г., Мёссбауэр получил за свою работу Нобелевскую премию. Впервые этот эффект обнаружен на ядрах изотопа иридий-192.

БЬЕТСЯ АКТИВНЕЕ. Одно из наиболее интересных при менений платино-иридиевых сплавов за последние годы - изготовление из них электрических стимуляторов сердечной деятельности. В больного стенокардией вживляют электроды с пла-тино-иридиевыми зажимами. Электроды соединены с приемником, который тоже находится в теле больного. Генератор же с кольцевой антенной находится снаружи, например в кармане больного. Кольцевая антенна крепится на теле напротив приемника. Когда больной чувствует, что наступает приступ стенокардии, он включает генератор. В кольцевую антенну поступают импульсы, которые передаются в приемник, а от него - на платино-иридисвые электроды. Электроды, передавая импульсы на нервы, заставляют биться активнее.

СТАБИЛЬНЫЕ И НЕСТАБИЛЬНЫЕ. В предыдущих заметках довольно много говорилось о радиоизотопе иридий-192, применяемом в многочисленных приборах и даже причастном к важному научному открытию. Но, кроме иридия-192, у этого элемента есть еще 14 радиоактивных изотопов с массовыми числами от 182 до 198. Самый тяжелый изотоп в же время - самый ко-роткоживущий, его период полураспада меньше минуты. Изотоп иридий-183 интересен лишь тем, что его период полураспада - ровно один час. Стабильных же изотопов у иридия всего два. На долю более тяжелого - иридия-193 в природной смеси приходится 62,7%. Доля легкого иридия-191 соответственно 37,3%.

В начале 19 века был открыт химический элемент в периодической таблице Д.И. Менделеева с атомным номером 77. Это очень твердый металл серебристо-белого цвета, обладающий высокой тугоплавкостью и плотностью. Также поражает его высокая коррозийная стойкость при температуре 2000 0 С. Эти параметры прославили и он находит особое применение в разных областях.

В греческом переводе иридий буквально означает радуга. Его нахождение в земной коре очень незначительно. Иридий является редким металлом, чаще можно встретить золото и платину. Основным источником добычи является отходы медно-никелевого производства анодные шламы. Есть разные другие способы получения иридий металла, которые содержат очень сложные химико-технологические процессы получения. Это достаточно дорогостоящие методы получения этого металла и соответственно очень дорогие.

Свойства иридия

Физические свойства иридия достаточно внушительны. Это очень твердый, тяжелый металл, плохо поддающийся механической обработке. Температура плавления составляет 2466 0 С, имеет достаточно высокую температуру кипения 4428 0 С. Его твердость обуславливается плотностью-22,65 г/см 3 . При нагревании и обычной температуре он устойчив, при температуре до 100 0 С на все известные кислоты не реагирует. В присутствии хлоридов щелочных металлов при температуре 600-900 0 С порошок иридия может раствориться хлорированием. Вступает во взаимосвязь с F 2, когда температура достигает 450 0 С. Свойства иридия не играют никакой биологической роли, он не является токсичным металлом, хотя некоторые его соединения очень ядовиты.

Показатели иридия:

сплавы иридия с вольфрамом и торием используют, как металл для термоэлектрических генераторов; с другими металлами изготавливают топливные баки для космических аппаратов, термопар, термоэмиссионных катодов;
в автомобильной промышленности применяют в свечах зажигания, что позволяет долго использовать их, хотя они и дорогие;
находит свое применение в изготовлении перьев для чернильных ручек, на золотых перьях;
иридий-192 успешно применяют в дефектоскопии, там, где генерирующие источники не могут быть применены, например, во взрывоопасной среде;
интересно, что из иридия изготовлен эталон килограмма, так как сплав иридия с платиной обладает механической прочностью и не окисляется;
находит применение в ювелирной промышленности, но цена неимоверно высока на такие украшения;
изготавливают лабораторные тигли, чтобы проводить опыты с фтором, а также его агрессивными соединениями;
делают высокопрочные, жаростойкие мундштуки для выдувания стекла.

Цена иридия

Добыча иридия — процесс очень сложный и трудоемкий, в год цифра достигает 3тонны, это очень малый показатель с другими драгоценными металлами. Цены на него время от времени меняются. Цена иридия 35 долларов США за один грамм. В 2009г. была 200 долларов. США за один грамм. Цена иридия на 2016 году составляет 32$ за грамм. По праву иридий оправдывает себя как драгоценный металл достойный уважения.

Химический символ иридия - Ir.

Атомный номер иридия – 77.

Атомный вес – 192,22 а. е. м.

Степени окисления: 6, 4, 3, 2, 1, 0, - 1.

Плотность иридия (при температуре 20 градусов) – 22,65 г/см3.

Плотность жидкого иридия (при температуре 2443 градуса) – 19,39 г/см3.

Температура плавления иридия - 2466 градусов.

Температура кипения иридия - 44,28 градусов.

Структурная кристаллическая решетка у иридия – кубическая гранецентрированная.

Химический элемент - иридий, привезенный из Южной Америки в 1803 году, был обнаружен в природной , английским химиком С. Теннантом.

Свое название иридий получил от греческого слова – радуга, так как соли этого металла, имеют разнообразную окраску.

Иридий это простой химический элемент, переходный драгоценный металл платиновой группы, серебристо – белого цвета, твердый и тугоплавкий.

Иридий имеет высокую плотность, как и у осмия. Теоретически иридий и имеют одинаковую плотность, где разница состоит в незначительной погрешности.

Иридий даже при температуре 2000 градусов, имеет высокую коррозийную стойкость.

В земной коре иридий встречается крайне редко. Его содержание в природе еще меньше, чем и платины. Иридий встречается вместе с рением, и . Иридий содержится часто в метеоритах. Сегодня до сих пор не известно точное содержание иридия в природе. Не исключено, что иридия содержится в природе значительно больше, чем предполагается. Предполагается что иридий, обладая большой плотностью и сродством к железу, в результате формирования планеты – земля, смог сместиться вглубь земли, в ядро планеты.

Иридий это очень тяжелый и твердый благородный металл. Высокая механическая прочность иридия, делает это металл труднообрабатываемым. Радиоактивные изотопы иридия, были получены искусственно. В природе иридий представлен в виде смеси двух стабильных изотопов: иридий - 191 (37,3 процента) и иридий – 193 (62,7 процента).

В основном иридий получают из анодного шлама, образующегося при электролизе меди и никеля.

Иридий это высоко инертный драгоценный металл.

Иридий не окисляется на воздухе и при действии на него высокой температуры. Однако при прокаливании порошка иридия при температуре от 600 до 1000 градусов, в токе кислорода, этот металл в незначительном количестве образует – оксид иридия (IrO2), а при температуре 1200 градусов, он частично испаряется в виде - оксида иридия (IrO3).

В компактном виде иридий при температуре до 100 градусов, не взаимодействует с кислотами и их смесями (например, с царской водкой).

Иридий в виде иридиевой черни (свежеосажденная), частично растворяется в царской водке (смесь соляной и азотной кислот) и образует смесь двух соединений иридия: Ir(3) и Ir(4).

Порошок иридия при температуре 600 - 900 градусов, растворяется хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов или спеканием с оксидами: Na2O2 и BaO2, с последующим растворением в кислотах.

Иридий взаимодействует при температуре красного каления с хлором и серой.

Иридий взаимодействует при температуре 400 - 450 градусов с фтором.

Ядерный изомер иридий – 192 m2, с периодом полураспада - 241 год, применяется в качестве источника электроэнергии.

В основном иридий используется в виде сплавов. Самый распространенный из них, это сплав иридия и платины. Сплавы иридия идут на изготовление химической посуды, хирургических инструментов, нерастворимых анодов, ювелирных изделий, а так же этот сплав находит свое применение в точном приборостроении.

Иридий в сплаве с торием и вольфрамом, используется как материал для термоэлектрических генераторов.

Сплав иридия с гафнием, это материал для топливных баков, применяемых в космических аппаратах.

Иридий в сплаве с вольфрамом, родием и рением, идет на изготовление термопар, которые измеряют температуру свыше 2000 градусов.

Иридий в сплаве с церием и лантаном, используется как материал для термоэмиссионных катодов.

Иридий используют для изготовления наконечников у перьев ручек, где этот металл особенно хорошо виден на золотых перьях.

Иридий вместе с платиной и медью, используется в качестве компонентного металла для приготовления сплава. Из этого сплава изготавливают дорогие электроды, которые имеются в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания. Сплав иридия, платины и меди увеличивает срок службы этих электродов, на срок от 100 – 160 тысяч километров пробега.

Иридий с платиной это очень прочный и не окисляемый сплав. Благодаря его прочности и стойкости к окислению, из него изготовили даже - эталон килограмма.

Иридий не играет биологической роли как микроэлемент. Иридий это нетоксичный металл, хотя соединения иридия типа – гексафторид иридия (IrF6), имеют ядовитые свойства.