铑：性能、硬度与应用全解析
概述
铑（Rh）是一种银白色、质地坚硬的贵金属材料，属于轻铂族金属（密度约 12 g/cm³）。在致密状态下，铑对酸具有极强的抵抗力，类似于铱；但在细分状态下，它可溶于王水和浓硫酸。铑在高表面温度下与氧反应（这与钌、锇形成挥发性氧化物形成对比）。其加工性能关键取决于纯度：高纯铑可在红热状态下锻造、轧制和拉拔。该材料以高导热性和导电性著称。
主要应用领域
除铂和钯外，铑在铂族金属中具有最大的实际应用价值。汽车尾气催化剂主要采用 Pt/Rh 或 Pt/Pd 体系。此外，铑广泛用于化工和电化学装置工程（如光学工业和激光技术用单晶生长坩埚）、喷丝板和热电偶（Pt/Rh）。铑镀层在所有铂族金属镀层中硬度最高，机械和化学稳定性最优，且反射率极高（可用于镀银替代）。铑还用作接触材料、加热线圈和反射镜。铑具有良好的延展性、耐腐蚀性、抗氧化性（高达 800°C）和耐磨性，可进行有限切削加工、电镀沉积及气相分离。
物理与力学性能详表
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|
| 密度 | 20.0 °C | 12.4 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|
| 弹性模量 | -190.0 °C | 405 GPa |
| 20.0 °C | 380 – 386 GPa |
| 200.0 °C | 368 GPa |
| 400.0 °C | 346 GPa |
| 500.0 °C | 336 GPa |
| 600.0 °C | 325 GPa |
| 700.0 °C | 315 GPa |
| 800.0 °C | 304 GPa |
| 900.0 °C | 291 GPa |
| 维氏硬度 | 20.0 °C | 300 HV |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.26 |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 150 – 153 GPa |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 1380 – 2070 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|
| 热膨胀系数 | 50.0 °C | 8.0×10⁻⁶ 1/K | |
| 100.0 °C | 8.5×10⁻⁶ 1/K | |
| 200.0 °C | 9.0×10⁻⁶ 1/K | |
| 300.0 °C | 9.3×10⁻⁶ 1/K | |
| 400.0 °C | 9.6×10⁻⁶ 1/K | |
| 500.0 °C | 9.8×10⁻⁶ 1/K | |
| 600.0 °C | 1.00×10⁻⁵ 1/K | |
| 700.0 °C | 1.01×10⁻⁵ 1/K | |
| 800.0 °C | 1.03×10⁻⁵ 1/K | |
| 900.0 °C | 1.05×10⁻⁵ 1/K | |
| 1000.0 °C | 1.08×10⁻⁵ 1/K | |
| 1100.0 °C | 1.10×10⁻⁵ 1/K | |
| 1200.0 °C | 1.13×10⁻⁵ 1/K | |
| 1300.0 °C | 1.15×10⁻⁵ 1/K | |
| 1400.0 °C | 1.18×10⁻⁵ 1/K | |
| 1500.0 °C | 1.21×10⁻⁵ 1/K | |
| 熔点 | – | 1963 °C | 铑典型值 |
| 比热容 | 23.0 °C | 254 J/(kg·K) | 铑典型值 |
| 热导率 | -173.0 °C | 185 W/(m·K) | |
| -73.0 °C | 156 W/(m·K) | |
| 20.0 °C | 88 W/(m·K) | |
| 127.0 °C | 145 W/(m·K) | |
| 327.0 °C | 135 W/(m·K) | |
| 527.0 °C | 126 W/(m·K) | |
| 727.0 °C | 121 W/(m·K) | |
| 927.0 °C | 118 W/(m·K) | |
| 1127.0 °C | 115 W/(m·K) | |
| 1327.0 °C | 109 W/(m·K) | |
| 1527.0 °C | 106 W/(m·K) | |
| 1727.0 °C | 104 W/(m·K) | |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|
| 电导率 | 20.0 °C | 2.33×10⁷ S/m |
| 电阻率 | 20.0 °C | 4.3×10⁻⁸ Ω·m |
化学成分
