贵金属在科研中的应用

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1、贵金属在科研中的应用贵金属在科研中的应用电气仪表中的元勋——贵金属电器元件材料电是当今社会最重要的动力之一，人类的生活和工作完全离不开电。在我们所用的各种电器设备和仪器仪表中有许多电转换装置，如接触器、开关、电位器、继电器、连接器等，以及功能元器件，它们起着接通或断开电路.传递电信号等作用，或发挥特殊的功能。在这些电转换装置或功能元器件中，大量使用了电触点、电刷、滑环、换向片、接插件等元件，以及电阻线圈、储能和磁簧等元件，其使用性能和寿命在很大程度上取决于所采用的元件材料。贵金属及其合金具有优良的导电导热性、抗氧

2、化性、耐蚀性以及特殊的磁学和力学性能，是一类重要的电气仪表材料。然而，它们由于资源稀少，价格昂贵，通常以很少的数，用于要求高性能、高可靠的电器设备和仪器仪表的关键部位;采用贵金属及其元器件的电器设备和仪器仪表除部分民用外，主要用于航空、航天、航海、通信、兵器等工业。因此，在电器设备和仪器仪表中采用贵金属及其合金，不仅推动了电气工业的发展，而且对国防军工现代化起到重要作用。当我们掀动按钮或合上开关时，电灯亮了、电视屏幕出现图像、机器轰鸣、汽车启动、飞机开始滑行、火箭徐徐升空、导弹射向预定目标……这时电路接通了，家用

3、电器、机床、交通运输和运载工具都进人工作状态。反之，当我们再次掀动按钮或拉开开关时，一切都停止下来.电路的通和断由电转换器控制，电触点是电转换器的核心部件，它在很大程度上决定了电器设备、仪器仪表的可靠性。制备电转换装置中电触点、电刷、滑环、换向片、整流片、接插件等元件的材料统称为电接触材料，它们主要承担通断电流和传输电信号的功能。按然接触元件的结构和工作方式，电接触材料可分为断开接触材料、滑动接触材料和弹性接触材料三类，分别用于开关电器、电位器、旋转开关、电动机和微型电动机，以及接一插件等。电转换装置在通断电流的

4、过程中会产生大量热量.并在接点之间产生电弧，导致接点表面氧化，甚至熔焊、烧蚀引起失效;在含硫环境中工作的开关电器接点表面会生成硫化物膜，增大接触电阻，妨碍电流接通:对滑动接点，由于接触表面之间除通断电流外还相互摩擦，会导致接点磨损··…因此，电转换装置对电接点材料有很高的要求，特别在通断小电流、低电压的所谓“轻负荷”条件下，接点间较小的接触压力难以使接点表面的氧化物、硫化物膜破裂露出新鲜金属表面，而导致接触电阻增大。在这一情况下，贵金属电接触材料显示了其它金属及合金所不具有的优点和通断电流的能力。贵金属电接触材料

5、，无论断开接触材料，还是滑动接触材料，按其组成，可分为银基、金基、铂基和把基四大类.包括贵金属合金材料，贵金属一金属氧化物复合材料和烧结型贵金属材料等。火花塞材料在启动汽车和飞机时.要用电极即火花塞(图5.2)点嫩压缩汽油和空气的混合气体.因而.火花塞是发动机的“心脏”。火花塞工作温度高达2000℃以上，并要求长使用寿命，因此，除贵金属外没有任何其它材料能满足使用要求。常用的火花塞材料有Pt-Ir.Pt-Ni等合金.熔断器材料熔断器是电路或电器设备的保护装置.防止短路电流和过负荷引起电路和电器装置损坏。银及其合金

6、常用于电子设备和低压电路过负荷保护;金丝常用于电炉非正常温度线路保护;把丝常用于汽车排气系统中，800℃条件下防止温度过度升高的线路保护;铂丝用作炸药爆炸的引爆线。通常金属的电阻随温度升高而增大。贵金属因其电阻系数高且稳定、电阻温度系数低和化学性能稳定而成为重要的电阻材料。电位计广泛用于工业测量和控制技术中.Pt-(---15)Rh,Pt-Ir,PtRu,Pt-W,Ag-Pd等贵金属合金主要用于机械式精密电位计作绕阻材料，同贵金属电刷材料匹配.早在1856年，人们就发现金属材料受力发生变形时电阻发生变化的现象。在

7、这一发现的基础上，人们利用金属形变与电阻变化间的关系，将细金属丝按不同电阻值作成电阻应变姗或将金属惰制成应变片.用于分析工程构件在复杂应力场中的受力和变形状况。根据这一原理，1937年首次制作出电阻应变计。Pt-W,Pt-Rh,Pt-Pd-Rh是早期使用的电阻应变材料.2。世纪9。年代中期又研制出能在900℃条件下使用的多元Pt-W合金高温电阻应变材料.贵金属电阻应变计主要用十受力设备和零部件的应力侧量，以及飞机和舰船的设计、检测及事故分析。贵金属电阻应变材料的使用推进了航空、航海、航天以及核工程的发展。在实验室

8、和工业生产中许多过程要在高温条件下进行，需要高温炉。铂和铂锗合金因其熔点高、抗氧化和高温强度好而成为制作高温电阻炉发热元件的重要材料。采用铂和铂佬合金发热元件的高温电炉在大气环境中可在高达1200-1600'C温度下工作。在航空航天和军工用精密仪表中通常使用弹簧片、膜盒、张丝、导电游丝、吊丝、轴尖、频率兀件和振动等元件，这些元件需要用贵金属弹性材料制作。目前广泛使用的贵金