銥，（符號(hào)Ir，原子序數(shù)77）是第六周期VIII族的d區(qū)過渡金屬，同時(shí)也是鉑系金屬的成員。這種銀白色固體在常溫常壓下具有高熔點(diǎn)2446°C、沸點(diǎn)4428°C及密度22.56 g/cm3，并表現(xiàn)出順磁性。其顯著的硬度、脆性和對(duì)可見光的高反射率使其在物理特性上獨(dú)樹一幟。銥以其卓越的化學(xué)穩(wěn)定性著稱，對(duì)多種腐蝕性溶劑如水、硝酸、硫酸、鹽酸及王水展現(xiàn)出良好的抵抗力，僅在特定條件下（如120°C下的高氯酸鈉溶液中）可溶。

從同位素構(gòu)成來看，銥擁有43種同位素，其中天然存在的穩(wěn)定同位素為1?1Ir和1?3Ir，而人工合成的放射性同位素1?2Ir則在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在價(jià)值，尤其在癌癥治療方面。

銥金屬及其化合物由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括航空、電子和催化等。這些應(yīng)用涵蓋了熱電偶、電極、高溫耐氧化涂層材料以及電致發(fā)光材料的制作。銥金屬的獲取方式主要有兩種途徑：一是通過冶煉礦石，二是提取銥廢料。此外，銥薄膜的制備可以通過磁控濺射法和化學(xué)氣相沉積法等先進(jìn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

在鉑系金屬中，銥的含量極為微量，其在地殼巖石中的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至低于0.001 ppm。盡管如此，地殼中仍存在一層非常薄的銥沉積物，這使得地球上銥的總濃度被認(rèn)為遠(yuǎn)超過地殼巖石中的實(shí)際觀測(cè)值。

20世紀(jì)70年代，科學(xué)家在白堊系-第三系界線粘土層中發(fā)現(xiàn)銥元素含量異常高，最高可達(dá)0.0091 ppm。這一異常現(xiàn)象與白堊紀(jì)-古近紀(jì)（K-Pg）生物大規(guī)模滅絕事件的時(shí)間相吻合，當(dāng)時(shí)約70%的植物和動(dòng)物物種滅絕。因此，有科學(xué)家推測(cè)兩者之間可能存在因果關(guān)系。美國(guó)物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷斯（Luis W. Alvarez）提出了撞擊滅絕理論，認(rèn)為地殼中薄薄的一層銥沉積物可能是由太陽(yáng)系小行星撞擊地球引起的。

銥在自然界中主要以未結(jié)合的元素或天然合金形式存在，其礦資源主要集中在銅鎳型礦床中。全球主要的銥礦資源分布在南非、俄羅斯、美國(guó)和加拿大等國(guó)家。例如，俄羅斯的干谷鉑金礦床、加拿大的鎳-鋅型鉑族元素礦床等都是重要的銥礦源。在中國(guó)，甘肅、四川、新疆及東北地區(qū)也擁有豐富的銥資源，其中攀西—滇中地區(qū)的楊柳坪鉑礦是較為著名的一個(gè)。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2018年公布的數(shù)據(jù)，當(dāng)年全球銥金屬的產(chǎn)量為7200千克。

銥作為一種稀有金屬，在多個(gè)領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，特別是在催化劑方面的應(yīng)用尤為突出。

銥基材料因其在催化領(lǐng)域的卓越性能，尤其是在氧化還原反應(yīng)中的表現(xiàn)而備受關(guān)注。氫化銥作為一種高效的催化劑，能夠直接將醛轉(zhuǎn)化為羧酸，并且產(chǎn)率較高。此外，銥絡(luò)合物還廣泛應(yīng)用于不對(duì)稱氫化反應(yīng)，包括碳-碳雙鍵、碳-氧雙鍵以及碳-氮雙鍵的不對(duì)稱氫化。例如，使用氮雜環(huán)卡賓噁唑型配體合成的銥催化劑可以高效地催化烯烴的不對(duì)稱加氫反應(yīng)。除了單獨(dú)作為催化劑外，銥還能與其他材料結(jié)合形成復(fù)合催化劑，以拓展其應(yīng)用范圍。例如，當(dāng)與碳納米管結(jié)合時(shí)，這種復(fù)合材料可以有效地將乙酰丙酸（LA）轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯（GVL）。

在電學(xué)領(lǐng)域，銥基材料同樣展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。

銥合金與銥化合物因其卓越的耐腐蝕性、耐氧化和耐磨性，在電學(xué)應(yīng)用中占據(jù)重要地位。例如，它們可被制作為各種類型的電極，包括用于pH測(cè)量的銥基氧化物薄膜電極和神經(jīng)模擬電極；而鉑銥合金則廣泛應(yīng)用于電磁流量計(jì)中，作為電極材料以測(cè)量腐蝕性液體、酸堿溶液及泥漿等傳統(tǒng)方法難以測(cè)量的流體流量。此外，由于其高熔點(diǎn)特性，銥合金作為一種新興的高溫結(jié)構(gòu)材料，在制造需要耐高溫環(huán)境的電子設(shè)備方面展現(xiàn)出巨大潛力。具體而言，鉑銥合金被用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的高靈敏繼電器、飛機(jī)導(dǎo)彈系統(tǒng)中的電位器與導(dǎo)電環(huán)、精密儀器內(nèi)的游絲元件以及國(guó)際千克原器等關(guān)鍵部件。除了上述用途外，銥合金還廣泛地應(yīng)用于電阻器制造、電阻溫度計(jì)、熱電偶以及微電子器件等領(lǐng)域，體現(xiàn)了其在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中的核心價(jià)值。

銥

由于銥金屬具備卓越的耐高溫性能、低氧滲透性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以及在高溫環(huán)境下有效阻隔氧和碳的能力，它被廣泛應(yīng)用于制備高性能的耐高溫抗氧化涂層。這些涂層不僅延長(zhǎng)了材料的使用壽命，還提高了耐高溫性能，特別是在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等關(guān)鍵部件上的應(yīng)用，銥涂層展現(xiàn)了其無需額外冷卻介質(zhì)即可高效工作的優(yōu)勢(shì)。此外，銥涂層在碳碳復(fù)合材料保護(hù)方面也顯示出顯著效果，它與碳材料的良好相容性及其在氧化環(huán)境中減輕質(zhì)量損失的能力，進(jìn)一步證明了其作為防護(hù)層的價(jià)值。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，1?2Ir作為一種人工放射性同位素，通過轟擊天然穩(wěn)定的1?1Ir獲得，并發(fā)射γ射線。這種同位素作為高劑量率放射源，在腫瘤放射治療中發(fā)揮著重要作用。它能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成照射，有效殺死癌細(xì)胞，適用于治療包括宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、陰道癌、口腔癌、食管癌和直腸癌在內(nèi)的多種癌癥。研究表明，使用1?2Ir進(jìn)行放射治療時(shí)，能夠有效保護(hù)周圍正常組織和器官功能，減少放射并發(fā)癥的發(fā)生。

在光學(xué)應(yīng)用方面，銥的獨(dú)特性質(zhì)使其成為研究和開發(fā)新型光學(xué)材料和技術(shù)的潛在選擇。

銥基材料因其獨(dú)特的光學(xué)特性在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。具體來說，銥氧化物薄膜展現(xiàn)出電致變色現(xiàn)象，即其顏色隨電壓的變化而變化：在還原態(tài)下呈現(xiàn)透明，而在氧化態(tài)下則為黑色。這一特性使其成為智能窗口、陰極射線管和液晶顯示器等設(shè)備的理想材料。此外，銥配合物在提升紅色有機(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和色純度方面也顯示出顯著效果。例如，銥配合物(bzq)?Ir(dipig)（其中bzq為7,8-苯并喹啉；dipig為N,N’-二異丙基-胍基）具有卓越的電子傳輸能力，不僅能夠增強(qiáng)電致發(fā)光效率，還能提高器件的穩(wěn)定性。歷史上，鉑銥合金因其卓越的光學(xué)性質(zhì)，自19世紀(jì)末以來就被用作國(guó)際米原器，這是當(dāng)時(shí)全球最權(quán)威的長(zhǎng)度基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。