贵金属合金是一种由贵金属与其他元素混合而成的合金。这些合金不仅具备贵金属的基本特性,而且在特定用途上表现出更好的物理、化学和力学综合性能,同时具有高度可靠、稳定和持久的特点。
贵金属合金的发展始于1763年,当时首次制造出金铂合金。随着1802年氢氧吹管的发明,为熔炼贵金属合金提供了高温条件。到了1847年,除了锇和钌外,所有贵金属都能被熔炼。1892年后,电弧炉和感应电炉的出现极大地推动了贵金属合金的熔炼技术进步。这两种炉子至今仍是主要的贵金属熔炼设备。至20世纪30年代末,已知的铂族金属合金体系超过50种。自那时起,贵金属合金开始广泛应用于各种工业部门。70年代以来,连续铸造、挤压、复合等新技术逐渐应用于贵金属合金工业,使得合金品种不断增加,产品质量不断提升,应用范围也更加广泛。在中国,金、银及其合金的生产历史悠久,而铂族金属合金的生产则始于1964年。截至70年代末,中国生产的贵金属合金已达200余种,规格型材超过1000种。
贵金属合金使用的合金元素主要包括金属,尤其是过渡族金属,也有少量半金属和非金属,总计约50种。通常认为,铅、锑、铋、硅、磷、铁等是贵金属合金中的有害杂质元素。目前已对大约600个合金系统的相图进行了研究,其中涵盖了大部分金和银的二元系统相图,以及大多数铂族金属的二元系统相图。然而,以碱金属、碱土金属和稀土金属为另一组分的相图研究相对较少。实际应用的合金系统包括二元系统、三元系统和越来越多的多元系统,按照相图类型大致分为四种:液态和固态均无限互溶的系统,如Ag-Au、Pt-Rh、Ir-Rh、Pd-Ag-Au系列;液态无限互溶,固态在高温下无限互溶,但在低温下出现不互溶区域的系统,如Pt-Ir、Pd-Ir、Au-Pt、Au-Ni、Pd-Ag-Co系列;共晶系统,如Ag-Cu、Au-Sb系列;包晶系统,如Pt-W、Pd-W、Pt-Ag、Au-Cr、Pt-Ru系列。此外,还有一些含有金属间化合物的合金,如Au-Ag-Cu-Mn-Gd、Au-Ni-Gd、Au-Ni-Cr-Gd系列。
贵金属合金主要用于功能性材料。它们可以根据基体金属分为银基合金、金基合金、铂基合金和钯基合金等多种类别。在应用方面,可以分为电接触合金、测温合金、
电阻合金、电阻应变合金、弹性合金、磁性合金、催化剂、透氢材料、电子管阴极材料和玻璃纤维漏板材料、钎料、坩埚器皿材料、装饰合金、牙科金属材料和钱币合金等。贵金属合金的应用特点表现为批量和数量较小、单件物品和元件体积小、技术要求高、适用于关键部件、应用范围广泛且价格相对较昂贵。