基本介紹
簡介,簡史,性能,用途,廢料分離,電流密度的影響,酸濃度的影響,氧化劑的影響,溫度的影響,
簡介
以鉑為基添加銠所組成的鉑合金。自固相線以下為連續固溶體。德國繞伯(E. Raub)曾預測存在著類似於鉑銥系中的固相分解區，其臨界溫度約780℃，但至今尚未證實。是鉑基含銠的二元合金，在高溫下為連續固溶體。銠可提高合金對鉑的熱電勢、抗氧化和耐酸腐蝕能力。大於20%Rh的合金不溶於王水。用高頻爐或中頻爐氬氣保護熔煉。20%Rh以下的合金可全部冷加工成材；大於20%Rh的合金由熱加工和冷加工成材；PtRh70合金全由熱加工成材。主要用作熱電偶材料，有PtRhl0/Pt、PtRh13/Pt等 。還作為催化劑、坩堝和噴絲嘴，高溫發熱體、電氣接點和火花塞電極。作為繞組材料。
簡史
1887年法國恰特勒(Le chatelier)首先製備PtRh10合金並證明PtRh10/Pt熱電偶可重複測量溫度。隨後進一步證實了鉑銠熱電元件的穩定性。1927年第7屆國際溫標確定以PtRh10/Pt熱電偶為660～1063℃國際溫標內插器，1968年將測溫範圍擴大到630.74～1064.43℃。
性能
鉑銠合金性質隨銠含量升高呈有規律的變化：(1)晶格常數和密度平滑降低。(2)力學性能增高。由於組元性能和結構的穩定性，鉑銠合金具有非常穩定的高溫力學性能，尤其銠含量低於25%的合金。(3)電阻率增大，電阻溫度係數降低。(4)對鉑熱電勢及其穩定性增大，但當合金受污染時其穩定性降低。(5)在高溫氧化氣氛中加熱時，銠可以減少合金中鉑的揮發損失。(6)耐酸蝕性增強，含20%銠以上合金不溶於王水。(7)鉑銠合金具有高的催化活性。(8)鉑銠合金一般容易加工，但高銠合金塑性低，須採用熱加工開坯。
用途
高熔點，優異的化學、力學和熱電勢穩定性以及高催化活性，決定了鉑銠合金工業套用比任何其他貴金屬合金都廣泛和重要。主要用於：(1)熱電偶製造。PtRh10/Pt熱電偶是300℃以上測溫最準確的熱電偶，也是630.74～1064.43℃溫區內國際溫度基準，一般測溫達1350℃(短時達1600℃);PtRh30/PtRh6、PtRh13/Pt、PtRh20/PtRh5、PtRh40/PtRh20等熱電偶可測量更高溫度。(2)在玻璃工業中用來製作坩堝、漏板、攪拌器和電極等耐熱耐蝕器件。(3)在氨氧化和其他許多反應中作催化劑。(4)作高溫發熱體，其中以PtRh40合金作發熱體的爐子可在氧化氣氛中工作到1800℃。(5)在儀表工業中用作電接點、火花塞電極和電位器繞組材料。典型的鉑銠合金有PtRh3.5、PtRh7、PtRh10、PtRh25和PtRh40，其中PtRh10合金被稱為“標準合金”，套用最廣泛。
廢料分離
從鉑銠合金廢料中分離提純鉑和銠，一般包括合金溶解、分離和提純3個步驟。由於鉑和銠具有很強的抗化學試劑腐蝕性能，一般強酸、強鹼幾乎不與其發生明顯的化學作用，故合金的溶解就成為整個工藝中的難題之一。常用的方法有：王水溶解法、合金碎化法、中溫氯化法、熔鹽溶解法、熱壓分解法等，但都不同程度存在著缺點。
電流密度的影響
鉑銠合金的電化溶解,是藉助於電流通過電解質溶液而引起的電極反應過程，在電極/溶液界面上發生很強的氧化還原反應，因此就有兩個流向相反的電流，陽極電流iA和陰極電流iK,而外電場通過電流IA實際上是這兩個電流的代數和,即IA=iA-iK。當陽極電流iA等於IA時(IA= iA),陽極氧化溶解進入溶液，這時所發生電化學反應，所用的試劑就是電子“ e” ，它不會給溶液中帶入任何雜質。
酸濃度的影響
鹽酸濃度對鉑銠合金的溶解量有顯著影響，隨著鹽酸濃度的增大，溶解速度增快。這是因為鹽酸本身給溶液中提供了足夠的絡離子[Cl- ]，鉑和銠形成氯絡合物的能力很強，在水溶液中不穩定的鉑和銠離子與氯絡合劑形成了很穩定的絡離子。鹽酸濃度增大，溶液中游離Cl-濃度也在一定範圍內增大，使合金電極表面絡合程度加深，Pt2+ ，Rh3+ ，Pt4+ ，Rh4+離子濃度減少的速度加快，從而有利於溶解反應的進行。
氧化劑的影響
電化學溶解到一定程度時，海綿鉑銠的形成給過程造成了很不利的影響。這時，陽極溶解和陰極析出同時進行，達到了一個動平衡。其原因，一是鉑銠金屬的電沉積,交流電的瞬間電位都能達到鉑銠的沉積電位。二是電極吸附的氫的還原作用，使鉑銠氯絡陰離子生成了海綿狀鉑和銠。消除這一現象的辦法是向溶液中加入氧化劑。比較理想的氧化劑是過氧化氫,不但氧化能力強,且反應後不會污染貴金屬溶液。
溫度的影響
在(50～ 250)mA/cm2的電流密度範圍內，反應過程電解液自身溫度升高不太明顯，因此採用水浴加熱的辦法控制體系溫度是必要的。當溫度較低時，電化溶解速度較慢；升高溫度，電化溶解速度加快。但溫度超過80℃時，電解液揮發加快，也會造成電解液中有效[Cl- ]濃度降低，因此溫度應控制在(60～ 75)℃範圍。
