Применение:
Платину применяют для изготовления термопар, рассчитанных на рабочие температуры до 1600∘C.
Особо тонкие нити из платины диаметром около 0,001мм для подвесок подвижных систем в электрометрах и других чувствительных приборах получают многократным волочением (способ обработки металлов давлением) биметаллической проволоки платина-серебро с последующим растворением наружного слоя серебра в азотной кислоте (на платину азотная кислота не действует).
Вследствие малой твердости платина редко используется для контактов в чистом виде, но служит основой для некоторых контактных сплавов.
Наиболее распространенными являются сплавы платины с иридием; они не окисляются, имеют высокую твердость, малый механический износ, допускают большую частоту включений, однако дороги и применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую надежность контактов.
Платину применяют как материал тигля и оснастки печи для выращивания многих монокристаллов из расплава (алюмоиттриевый гранат (лазер), вольфрамат свинца (детектор радиоизлучения))
Палладий
Физические свойства:
Pd – серебристо-серый металл, по внешнему виду напоминающий платину,
Тпл = 1554 °С, Ткип = 2667 °С;
обладает наименьшим удельным весом;
в чистом виде мягок, пластичен, легко поддается обработке.
в отожженном состоянии палладий обладает хорошими механическими свойствами.
Химические свойства:
палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака.
взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами, галогенами, серой.
Получение:
Палладий, главным образом, получают при переработке сульфидных руд никеля, серебра и меди.
Применение:
Использование палладия в электровакуумной технике обусловлено его способностью интенсивно поглощать водород. Последний, в отличие от других газов, диффундирует в палладий при сравнительно низких температурах (150–300 °C) и избыточном давлении 0,015–0,1 МПа, а затем вновь выделяется в чистом виде при нагревании палладия в вакууме до температур 350–500⁰C. Твердый палладий поглощает более чем 850-кратный объем водорода по отношению к собственному объему. Выделенным из палладия чистым водородом наполняют некоторые типы газоразрядных приборов.
Палладий и его сплавы с серебром и медью применяют в качестве контактных материалов.
Из палладия изготовляют фильеры в производстве тончайшей проволоки или искусственных волокон. Палладий служит материалом для термопар.
Свойства и получение меди и алюминия
Медь
Физические свойства:
Cu – розовато-красный металл,
Тпл = 1083 °С, Ткип = 2567 °С,
по электропроводности медь стоит на втором месте после серебра;
достаточно высокая механическая прочность;
относительно высокая коррозионная стойкость;
хорошая обрабатываемость;
относительная легкость пайки и сварки.
Химические свойства:
медь медленно взаимодействует с разбавленными кислотами (кроме азотной), однако растворяется в них в присутствии окислителей.
в сухом воздухе медь практически не окисляется – при нагревании покрывается оксидной пленкой,
во влажном воздухе в присутствии диоксида углерода на поверхности меди образуется зеленоватая пленка Cu(OH)2·CuCO3.
Получение:
Среди более 250 минералов наиболее важными с промышленной точки зрения являются: халькопирит CuFeS2, ковеллин CuS, халькозин Cu2S, борнит Cu5FeS4, малахит Cu(OH)2·CuCO3 и ряд других.
Медь получают путем переработки сульфидных руд, чаще других встречающихся в природе. После ряда плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем, медь обязательно подвергают электролитической очистке. В нормальной воздушной атмосфере проводниковая медь устойчива к атмосферной коррозии. Этому способствует тонкий слой оксида СuО которым медь покрывается на воздухе. Он препятствует дальнейшему доступу кислорода воздуха к меди.
Можно получить различную по физическим свойствам медь:
методом холодной протяжки получают твердую медь (марка МТ), которая имеет высокий предел прочности при растяжении, твердость и упругость при изгибе; проволока из твердой меди несколько пружинит. Имеет малое относительное удлинение при изгибе;
методом отжига получится мягкая медь (марка ММ), которая пластична, обладает малой твердостью и прочностью, более высокой удельной проводимостью. Также обладает весьма большим относительным удлинением при разрыве.
Применение:
Для изготовления изделий (обмоточные, радиомонтажные провода и кабели) применяют чистую медь марок М00к, М0ку; М0к; М1к (катодная медь) и М00б; М0б; М1б (бескислородная медь). Содержание меди (с серебром) 99,99 — 99,90%. Наибольшее содержание меди имеют марки М00к и М00б.
Медная проволока большого диаметра заменяет алюминиевую проволоку там, где необходима высокая электропроводность, либо существуют проблемы разварки, связанные с конструктивными особенностями соединений.
Медь применяют:
для изготовления проводов, кабелей, шин распределительных устройств;
обмоток трансформаторов, электрических машин, токоведущих деталей;
анодов в гальваностегии и гальванопластике, мощных генераторных ламп;
неизолированные провода;
в качестве экранов кабелей;
в микроэлектронике в виде осажденных на подложки пленок, которые являются проводящими соединениями между функциональными элементами схемы;
для спаев со стеклами.
Алюминий
Физические свойства:
Al – серебристо-белый металл,
Тпл = 660,5 °С, Ткип = 2467 °С,
прочный и пластичный металл;
по распространенности в природе занимает 1-е место среди всех элементов.
Химические свойства:
на воздухе алюминий покрывается тонкой прочной пленкой оксида, защищающей его от коррозии,
алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой,
легко реагирует со щелочами,
с рядом металлов и неметаллов образует сплавы, отличающиеся высокой твердостью, жаропрочностью (CuAl2, CrAl7, TiAl3, FeAl3 и др.).
Получение:
Алюминий получают электролизом глинозема Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 при температуре 960-970 °С.
Алюминий более высокой чистоты (99,9–99,99% по основному веществу) получают электролитическим рафинированием черного алюминия. В качестве электролита чаще всего применяют расплав Na3AlF6, BaCl2 (до 60%) и NaCl (до 4%).
Для получения алюминия полупроводниковой чистоты (99,999–99,9999% по основному веществу) применяют последовательно очистку через субсоединения и зонную плавку.
Применение:
Почти все виды алюминиевой проволоки для микроэлектроники производятся из одного из трех материалов: 5/9Al (99,999% чистый алюминий), 4/9Al (99,99% чистый алюминий) или 0,5% Mg/Al (0,5% сплава магния с алюминием). Алюминиевая проволока марки 5/9 обладает наиболее высоким качеством и является наиболее чувствительной к срокам хранения из-за крайне высокой чистоты. Добавление никеля в чистый алюминий делает проволоку стойкой к коррозии.
Легированная алюминиевая проволока в приложениях с небольшими токовыми нагрузками предпочтительнее, чем проволока из чистого алюминия. Преимущество легированной проволоки – возможность использования меньших диаметров и более высоких показателей усилия на разрыв.
Для проволоки диаметром более 0,1мм обычно используется чистый алюминий или сплав алюминия с содержанием магния 0,5%. Алюминиевая проволока наиболее пригодна для клиновой ультразвуковой сварки.
При изготовлении 1%-й кремниево-алюминиевой проволоки, обеспечивающей высокую скорость разварки, применяются специальные устройства и методы контроля. Одна из наиболее важных характеристик высококачественной монтажной проволоки данного типа – однородность сплава.
Алюминиевая лента используется во многих микроволновых устройствах и других электронных приборах. Лента 1% Si/Al может быть прокатана до толщины 12.7 мкм и поставляться в виде разрезанных полос. Чистый алюминий поставляется толщиной 25 мкм и более и также, при необходимости, может быть поставлен в виде полос.
Свойства и получение золота и серебра
Золото
Физические свойства:
Au - блестящий металл желтого цвета;
Тпл = 1064°С, Ткип = 2807°С;
обладает высокой пластичностью;
по электро - и теплопроводности уступает лишь серебру и меди;
способность золота к отражению инфракрасных лучей близка к 100%.
Химические свойства:
в химическом отношении золото - малоактивный металл. На воздухе не изменяется даже при сильном нагревании;
кислоты в отдельности не действуют на золото, но в смеси соляной и азотной кислот (царской водке) золото легко растворяется.
легко растворяется золото в хлорной воде и в аэрируемых (продуваемых воздухом) растворах цианидов щелочным металлов.
ртуть растворяет золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15% золота становится твёрдой;
обладает самой высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред.
Получение:
Золото встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии, главным образом в виде мелких зёрен, вкраплённых в кварц или содержащихся в кварцевом песке. В небольших количествах золото встречается в сульфидных рудах железа, свинца и меди. Общее содержание золота в земной коре составляет около 5·10–7 вес. %. Крупные месторождения золота находятся в Южной Африке, на Аляске, в Канаде и Австралии.
Золото отделяется от песка и измельченной кварцевой породы промыванием водой, которая уносит частицы песка, как более лёгкие, или обработкой песка жидкостями, растворяющими золото. Чаще всего применяется раствор цианида натрия (NaCN), в котором золото растворяется в присутствии кислорода с образованием компелексных анионов [Au(CN)2]:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2О = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Из полученного раствора золото выделяют цинком:
2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Освобождённое золото обрабатывают для отделения от него цинка разбавленной серной кислотой, промывают и высушивают. Дальнейшая очистка золота от примесей (главным образом от серебра) производится обработкой его горячей концентрированной серной кислотой или путём электролиза.