Ứng dụng Iridi

Nhu cầu iridi dao động trong khoảng từ 2,5 tấn năm 2009 đến 10,4 năm 2010, hầu hết là các ứng dụng liên quan đến điện tử làm tăng từ 0,2 đến 6 tấn – các nồi nấu kim loại iridi được sử dụng phổ biến để nuôi các tinh thế đơn lẻ chất lượng cao, làm cho nhu cầu tăng mạnh. Việc tăng lượng tiêu thụ iridi được dự đoán đạt bảo hòa vì được dồn vào các lò nấu kim loại, như đã diễn ra trước đây torng thập niên 2000. Các ứng dụng chính khác như làm bugi đánh lửa tiêu thụ 0,78 tấn iridi năm 2007, điện cực trong công nghệ chloralkali (1,1 tấn năm 2007) và xúc tác hóa học (0,75 năm 2007).[52][58]

Trong công nghiệp và y học

Cấu trúc phân tử của Ir(mppy)3

Tính chống mòn, độ cứng và nóng chảy cao của iridi và các kim loại của nó định hình nên hầu hết các ứng dụng của chúng. Iridi và đặc biệt là hợp kim iridi-platin hoặc iridi-osmi có a low wear và được sử dụng, ví dụ trong hệ thống pét phun nhiều lỗ, qua đó nhựa polymer lỏng được đẩy ra tạo thành các sợi chỉ nhân tạo.[59] Osmi–iridi được dùng làm vòng la bàn và để giữa thăng bằng.[60]

Khả năng chống lại ăn mòn hồ quang làm cho các hợp kim iridi là vật liệu lý tưởng để làm bề mặt tiếp xúc điện trong bugi,[61][62] và các bugi dùng iridi đặc biệt được sử dụng trong ngành hàng không.

Iridi tinh khiết cực giòn, rất khó hàn các đới nứt chịu tác động của nhiệt, nhưng nó có thể dễ uốn hơn khi thêm một lượng nhỏ titanzirconi (khoảng 0,2%)[63]

Sự ăn mòn và chịu nhiệt làm cho iridi là một hợp kim quan trọng. các bộ phận động cơ máy bay có tuổi thọ lâu nhất định được làm từ hợp kim iridi, và hợp kim iridi-titan được dùng làm các ống dẫn ở vùng nước sâu do đặc điểm chống ăn mòn của nó.[14] Iridi cũng được dùng làm chất làm cứng hơn trong các hợp kim platin. Độ cứng Vickers của platin nguyên chất là 56 HV, trong khi đó khi thêm vào với tỷ lệ 50% iridi nó làm tăng độ cứng của hợp kim lên hơn 500 HV.[64][65]

Các thiết bị phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ cực kỳ cao thường được làm từ iridi. Ví dụ, các lò nấu kim loại nhiệt độ cao làm từ iridi được dùng trong công nghệ Czochralski để tạo ra các tinh thể ôxít đơn lẻ (như sapphire) để sử dụng trong các thiết bị bộ nhới của máy tính và trong các máy laser trạng thái rắn.[61][66] Các tinh thể như gadolinium gallium garnet và yttrium gallium garnet, được nuôi dưỡng bằng cách làm tan chảy tiền thiêu kết hỗn hợp các ôxit trong điều kiện ôxy hóa ở nhiệt độ lên đến 2100 °C.[8]

Các hợp chất iridi được sử dụng làm chất điện phân trong công nghệ Cativa để cacbonyl hóa methanol tạo ra axit acetic.[67]

Đồng vị phóng xạ iridi-192 là một trong 2 nguồn năng lượng quan trọng nhất được dùng trong công nghiệp như chụp ảnh phóng xạ-γ trong các thí nghiệm không phá hủy các kim loại.[68][69] Ngoài ra, 192Ir được sử dụng làm nguồn cung cấp phóng xạ gama trong điều trị ung thư, một dạng xạ trị mà các nguồn phóng xạ đóng gói được đặt bên trong hoặc gần khu vực cần điều trị trong cơ thể. Các điều trị đặc biệt như cận xạ trị tiền liệt liều cao, cận xạ trị ống mật, và cận xạ trị hốc cổ tử cung.[14]

Iridi là chất điện phân tốt trong việc phân hủy hydrazine (thành nitơ và ammoniac), và việc phân hủy này được dùng trong các động cơ tên lửa đẩy lực thấp; xem thêm ở tên lửa một động cơ đẩy (monopropellant rocket).

Trong khoa học

Thanh Thước nguyên bản quốc tế (International Prototype Metre)

Một hợp kim gồm 90% platinvà 10% iridi được sử dụng năm 1889 để làm thiết bị đo International Prototype Metrekilogram, được lưu trữ tại International Bureau of Weights and Measures gần Paris.[14] Thanh thước được thay thế bằng việc định nghĩa đơn vị đo chiều dài cơ bản vào năm 1960 bởi một vạch quang phổ nguyên tử của krypton,[note 3][70] nhưng nguyên mẫu đo kilogram vẫn được dùng làm thang chuẩn quốc đế về đo khối lượng.[71]

Iridi từng được sử dụng trong việc phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ của một phi thuyền không gian chưa được đặt tên thuộc các chương trình Voyager, Viking, Pioneer, Cassini, Galileo, và New Horizons. Iridi đã được chọn để đóng gói nhiên liệu plutoni-238 trong các máy phát điện vì nó có thể chịu được nhiệt độ hoạt động lên đến 2000 °C và do nó có độ bền lớn.[8]

Ứng dụng khác quan tâm đến tính quang học của tia-X, đặc biệt là các kính viễn vọng tia-X.[72] Các gương của đài thiên văn tia X Chandra được phủ bởi một lới iridi dày 60 nm. Iridi thể hiện là lựa chọn tốt nhất cho các phản xạ tia X sau nickel, vàng và platin được thử nghiệm. Lớp iridi phải nhẵn ở mức vài phân tử đã được ứng dụng bằng cách đắp lớp hơn iridi trong chân không trên lớp nền crôm.[73]

Iridi được dùng trong vật lý hạt để tạo ra các phản proton, một hạt phản vật chất. Các phản protons được tạo ra bằng cách bắn phá một chùm proton mật độ cao ở một mục tiêu chuyển đổi (conversion target), điều này cần được tạo ra từ một vật liệu tỉ trọng rất cao. Thay vì có thể dùng tungsten, thì iridi là loại có thuận lợi hơn do tính ổn định tốt hơn trong điều kiện các sóng chấn động được tạo ra khi nhiệt độ tăng do tác động của các tia.[74]

Cộng hợp ôxy hóa với các hydrocacbon trong hóa cơ kim[75][76]

Kích hoạt liên kết C-H (Carbon–hydrogen bond activation) là một lĩnh vực nghiên cứu về các phản ứng tách các liên kết C-H, mà trước đây được coi là không thể phản ứng. Thông cáo đầu tiên về sự thành công trong việc tác liên kết C-H trong các hydrocacbon bảo hòa được công bố năm 1982, đã sử dụng các phức cơ kim iridi thông qua quá trình cộng hợp ôxy hóa với hydroacbon.[75][76]

Các phức của iridi đang được nghiên cứu ở dạng chất điện phân trong phản ứng hydro hóa đối xứng. Các chất điện phân này được sử dụng trong việc tổng hợp các sản phẩm tự nhiên và có thể hydro hóa các chất khó hydro hóa hơn như các anken phi chức năng, tổng hợp không đối xứng (chỉ tạo ra một trong hai đồng phân đối hình tiềm năng).[77][78]

Iridi tạo thành một loạt các phức cơ bản of fundamental interest in triplet harvesting.[79][80][81]

Lịch sử ứng dụng

Ngòi bút máy gắn Iridium Point

Các hợp kim iridi–osmi đã được sử dụng làm ngòi bút bút máy. Ứng dụng quan trọng đầu tiên của iridi được thực hiện năm 1834 trong một đầu bút gắn trên vàng.[8] Từ năm 1944, cây bút máy nổi tiếng Parker 51 có đầu là hợp kim rutheni và iridi (với 3,8% iridi). các nguyên liệu quan trọng làm đầu bút máy hiện đại về truyền thống vẫn được gọi là "iridi", mặc dù chúng không có một ít iridi nào trong đó; các kim loại khác như rutheni, osmi và tungsten được dùng thay cho iridi.[82]

Một hợp kim iridi–platin đã được dùng làm touch hole hay rãnh nhỏ trong súng thần công. Theo một báo cáo về Triễn lãm Paris năm 1867, một trong những mảnh này được Johnson and Matthey trưng bày "has been used in a Withworth gun for more than 3000 rounds, and scarcely shows signs of wear yet. Those who know the constant trouble and expense which are occasioned by the wearing of the vent-pieces of cannon when in active service, will appreciate this important adaptation".[83]

Chất tạo màu đen iridi gồm các bột iridi rất mịn, được dùng trong sơn porcelain an intense black; it was said that "all other porcelain black colors appear grey by the side of it".[84]

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Iridi http://www.britannica.com/EBchecked/topic/293985/i... http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US32... http://books.google.com/?id=nDhpLa1rl44C&pg=PT125 http://www.platinum.matthey.com/media/1631250/othe... http://www.platinum.matthey.com/uploaded_files/Pt2... http://www.technology.matthey.com/pdf/pmr-v24-i2-0... http://www.nibs.com/ArticleIndex.html http://www.periodicvideos.com/videos/077.htm http://www.platinummetalsreview.com/article/39/4/1... http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/articl...