Металлы платиновой группы
Металлы платиновой группы (МПГ, Платиновая группа, Платиновые металлы, Платиноиды) — коллективное обозначение шести переходных металлических элементов (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина), имеющих схожие физические и химические свойства, и, как правило, встречающихся в одних и тех же месторождениях. В связи с этим, имеют схожую историю открытия и изучения, добычу, производство и применение. Металлы платиновой группы являются благородными и драгоценными металлами. В природе, чаще всего встречаются, в полиметаллических (медно-никелевых) рудах, а также в месторождениях золота и платины. Иногда, металлы платиновой группы подразделяют на две триады:
рутений, родий и палладий — лёгкие платиновые металлы, а
платина, иридий и осмий — тяжёлые платиновые металлы.
Платина и металлы её группы встречаются в природе в весьма рассеянном состоянии. Геохимически все эти элементы связаны с ультраосновными и основными породами. Известно около полусотни минералов платиновой группы. Платина, иридий, палладий в горных породах и месторождениях развиты как в самородном виде, так и в виде твёрдых растворов и интерметаллических соединений с Fe, Ni, Cu, Sn, реже Au, Os, Pb, Zn, Ag.
Генетические группы и промышленные типы месторождений
1. Магматические
а. хромит-платиновые месторождения (уральский тип)
б. месторождения комплексных платина-хромит-медно-никелевых руд (бушвельдский тип)
в. ликвационные медь-никель-платиновые месторождения (норильский тип)
2. Гидротермальные
3. Россыпи
Все платиновые металлы светло-серые и тугоплавкие, платина и палладий пластичны, осмий и рутений хрупкие. Красивый внешний вид благородных металлов обусловлен их инертностью.
Платиновые металлы обладают высокой каталитической активностью в реакциях гидрирования, что обусловлено высокой растворимостью в них водорода. Палладий способен растворить до 800—900 объёмов водорода, платина — до 100.
Все платиновые металлы химически довольно инертны, особенно платина. Они растворяются лишь в «царской водке» с образованием хлоридных комплексов:
Промышленное производство платины первоначально велось в Америке. Лишь в 1819 году платиновые россыпи были впервые обнаружены на Урале близ Екатеринбурга. С тех пор Россия становится ведущим производителем платины, а, с момента открытия, и платиноидов.
Запасы
Содержание платиновых металлов в земной коре (кларк) оценивается, как 10−8 % для платины, 10−9 % для палладия и 10−11 % для остальных платиновых металлов.
Общие запасы металлов платиновой группы на начало 2009 года оцениваются в 100 млн кг.
Причем распределены они, также неравномерно:
ЮАР (63,00 млн кг разведанных запасов при 70,00 млн кг общих),
Россия (6,20/6,60),
США (0,90/2,00),
Канада (0,31/0,39).
В России почти вся добыча металлов платиновой группы целиком сосредоточена в рамках «Норильского никеля» (15 % мирового производства платины и 55 % производства палладия).
Он сделан из сплава Золота, Платины и других ценных драгметаллов!Что у меня в руках?
С середины 1970−х годов главной сферой применения платины и палладия стала автомобильная промышленность.
В электротехнической промышленности из металлов платиновой группы изготовляют контакты с большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги).
В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия).Магнитные сплавы металлов платиновой группы с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов металлов платиновой группы (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.
Металлы платиновой группы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.
При изготовлении инструментов металлы платиновой группы позволяют получить уникальные свойства по прочности, корозостойкости и долговечности.
Металлы платиновой группы используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы). Химические реакторы и их части делают целиком или только покрывают фольгой из металлов платиновой группы. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности.
Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5-25 %), родием (3-10 %) и рутением (2-10 %). Примером использования металлов платиновой группы в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок и др.
Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев.
Высокие каталитические свойства некоторых металлов платиновой группы позволяют применять их в качестве катализаторов, например, платину применяют при производстве серной и азотной кислот.
В некоторых странах металлы платиновой группы используются в медицине, в том числе и в качестве небольших добавок к лекарственным препаратам.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Металлы_платиновой_группы
Для сравнения с графиком цены золота
Источник: iv-g.livejournal.com
Прочнейший в истории сплав создали из золота и платины
Американские ученые создали самый износостойкий материал в истории человечества. В основу сплава легли редкие драгоценные металлы – золото и платина.
Группа исследователей из Сандийских национальных лабораторий США отметила, что на шинах из этого материала можно пятьсот раз полностью объехать земной экватор (более 40 000 километров), сообщает Advanced Materials.
Во время испытаний на поверхности сплава образовывалась черная пленка из алмазоподобного углерода. Это один из лучших искусственных промышленных лубрикантов.
Авторы проекта отмечают, что сплав можно использовать в электронных устройствах. Если нанести его на подвижные части смартфона, то срок службы гаджета возрастет в несколько раз. Благодаря этому электронная промышленность сэкономит до 100 млн долларов ежегодно.
Источник: virtoo.ru
Из платины и золота создали самый износостойкий металлический сплав в мире
Американские инженеры из Сандийских национальных лабораторий утверждают, что им удалось создать самый прочный металлический сплав, который по износостойкости в сто раз превосходит самую высокопрочную сталь. Известная комбинация платины и золота, но изготовленная по-новому, стала первым сплавом, который по своим свойствам сопоставим с алмазом. Кроме того, новый материал естественным образом производит смазку, затраты на которую в обычных условиях слишком высоки.
Из платины и золота создали самый износостойкий металлический сплав в мире
2018-08-19T17:00:00+0500
Uralweb 620014 +7 (343) 214-87-87
Интересно, что эксперименты с платиной и золотом проводились и ранее, но до сих пор такие сплавы не проверялись на прочность с достаточной пристальностью. Дело в том, что в традиционном представлении устойчивость материала к износу зависит от его твёрдости, а данное сочетание металлов не может похвастаться этим показателем.
Однако в новой работе Джон Карри (John Curry) и его коллеги разработали принципиально новый подход. Они создали сплав, содержащий привычные 90% платины и 10% золота, который определённым образом реагирует на нагрев, что позволяет ему длительное время не деформироваться при трении. Добиться этого удалось за счёт изменения энергии границ зёрен материала посредством сегрегации (данный процесс связан с изменением свойств, состава и структуры поверхностных слоёв атомов).
Специалисты воспользовались компьютерным моделированием для исследования возможной микроструктуры на уровне отдельных атомов при различном сочетании исходных материалов. На основании этого анализа они отобрали для реальных испытаний сплавы, устойчивые к температурному воздействию.
«При разработке многих традиционных сплавов увеличения прочности материала добивались за счёт уменьшения размера зерна, — рассказывает Карри в пресс-релизе. — И всё же при экстремальном напряжении и температуре многие из них будут расширяться или размягчаться, особенно при накоплении усталости. Но в случае с нашим сплавом мы видим отличную механическую и термическую стабильность без значительного изменения микроструктуры в течение очень длительных периодов циклического напряжения, связанного с трением».
По словам авторов исследования, если бы из нового сплава были изготовлены шины для соревнований по дрифту, в ходе которых гонщики проходят повороты в управляемом заносе и очень быстро стирают покрышки, автомобиль на таких колёсах мог бы 500 раз объехать Землю по экватору.
Во время испытаний выяснилась ещё одна удивительная особенность нового материала. При трении на его поверхности сама собой образовалась чёрная плёнка, которая оказалась алмазоподобной модификацией углерода. Такое искусственное покрытие, одновременно гладкое, как графит, и твёрдое, как алмаз, обычно выступает в качестве очень эффективной смазки, но для его производства используются сложные высокотемпературные вакуумные камеры.
«Мы считаем, что стабильность и высокая устойчивость к износу позволяет углеродсодержащим молекулам из окружающей среды прилипать к сплаву, деградировать во время скольжения, и в конечном итоге формировать алмазоподобный углерод», — объясняет Карри.
Таким образом, это самопроизвольное возникновение смазки не только продлевает срок службы материала, но и может стать альтернативным способом её производства.
Подробные результаты исследования были описаны в двух статьях, опубликованных в журналах Advanced Materials и Carbon.
Источник: www.uralweb.ru