氧化法精制二次铱

大多数报告铱机械性能的研究人员都注意到它对杂质的高度敏感性。可能导致脆化的元素是碳、氧以及难熔金属钨和铼。这些杂质在纯铱中偏析到晶界被认为是导致样品脆性的原因，这些样品在室温下伸长率低于5%后失效（1）。金属杂质以及碳和氧的减少到百万分之几的水平，使铱能够成功地用于1100K和更高的温度(2)。铱坩埚在高温下要经受长时间的重复热循环。这些大型铱坩埚用于生长镓-钆-石榴石和铝-钇-石榴石的单晶。所得废料可能被铂、钯、铑、铁、钨、钼、镁、镍、硅、钙、铜、氧、碳和铝、钇、钆、镓和锆的氧化物污染。

废料很可能含有95%至98%（重量）的铱。通过化学精炼生产高纯度铱的常规方法是极其劳动密集的，并且导致金属的显着损失(3)。许多可供选择的纯化方法是已知的，这里考虑其中的一种。该过程涉及在方镁石坩埚中空气熔化铱废料期间杂质的氧化（方镁石含有，按重量百分比计，96MgO、1Al2O3、1.2CaO、1Fe2O3和0.8SiO2）。在此过程中。

铱在所使用的高温（2715至3000K）下表现出极度的惰性（4）。根据在铱的熔点和更高温度下与空气中氧气的特征相互作用，污染材料的反应可分为两类：形成稳定氧化物的元素：铝、钇、钆、镓、铁、钨、碳、钼、铌、镁、硅和锆。具有在低于铱的熔化温度时离解的氧化物的元素，即：铂、钯、铑、镍和铜。杂质元素浓度平衡的计算从铱中去除第一组元素的可能性是根据这些元素在3000K和102Pa压力下的自由能以及杂质和稳定氧化物的所得平衡浓度计算得出的。这些元素的氧化物与液态铱的平衡浓度由杂质的平衡浓度和液态铱的最终分析确定。在方镁石坩埚中熔化铱，形成基于方镁石的炉渣。可以更好地去除大部分杂质。

计算是在由“含杂质的铱-空气中的氧气”组成的系统上进行的，温度为2800至3000K，接近理想溶液的温度(5）。在计算过程中，考虑了金属相和渣相的冷凝以及气相中具有高分压的挥发性氧化物的迁移。原子吸附分析数据表明，未进入方镁石的炉渣中氧化物杂质的浓度不超过0.1%（重量）。先前已经研究了在给定温度范围内形成气体的氧化物的分压（6）。感应氧化熔炼后铱中杂质的最大平衡浓度的计算值列于表中。