home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Software 2000 / Software 2000 Volume 1 (Disc 1 of 2).iso / utilities / u053.dms / u053.adf / FUSION.PD < prev    next >
Text File  |  1989-04-17  |  14KB  |  218 lines

  1.  
  2. Article 4712 of sci.physics:
  3. Path: dasys1!cucard!rocky8!cmcl2!rutgers!apple!oliveb!amdahl!nsc!unixprt!paf
  4. From: paf@unixprt.UUCP (Paul Fronberg)
  5. Newsgroups: sci.chem,sci.physics
  6. Subject: Everything you wanted to know about Palladium and were afraid to ask
  7. Keywords: Pd
  8. Message-ID: <383@unixprt.UUCP>
  9. Date: 31 Mar 89 14:08:13 GMT
  10. Followup-To: poster
  11. Organization: uni-xperts, Inc. - Unix System and Networking Consultants
  12. Lines: 200
  13. Xref: dasys1 sci.chem:25 sci.physics:4712
  14. Posted: Fri Mar 31 09:08:13 1989
  15.  
  16.  
  17.  
  18. [ The information below on Palladium is quoted from                       ]
  19. [ "Guide to Uncommon metals" Eric N. Simons                               ]
  20.  
  21. Palladium, symbol Pd, is a metallic element in the eighth group of the periodic
  22. system, deriving its name from the French Pallas, an asteroid. It is associted
  23. with platinum in the group, and is found in the native state and in association
  24. with gold and silver in certain gold-bearing sands. Obtained as a by-product in
  25. the extraction of platinum, it is produced in a spongy state by the thermal
  26. decomposition of palladium dichlorodiamine. The metal should be melted in
  27. either a zircon or alumina-rich crucible in a high frequency induction furnace,
  28. and cast into moulds make of graphite. The principle difficulty in this is that
  29. palladium absorbs gas to a considerable degree, so that the metal is always
  30. liable to become brittle at high temperatures, and consequently will lack
  31. ductility.
  32.  
  33. The alternative is to adopt one or other of the numerous processes for
  34. isolating the metal from platinum ore. Bunsen eliminated most of the platinum
  35. as ammonium platinochloride, precipitating the residual metals of the group
  36. by iron. He then heated the resulting precipitate with ammonium chloride,
  37. followed by evaporation with fuming nitric acid. After the residue had been
  38. taken up by water, palladium was precipitated as potassium palladium chloride.
  39. The metal was purified by dissolution in hot water and evaporation of the salt
  40. with oxalic acid, the residue being taken up in potassium chloride, and the
  41. potassium platinochloride present was removed by filtration. The filtrate
  42. deposited potassium palladium chloride, which, heated in a stream of hydrogen
  43. gas left the metal as a residue.
  44.  
  45. The properties of palladium are as follows: atomic number 46, atomic weight
  46. 106.7, density at 20 deg. C. (68 deg. F.) 12.02 g./cu. cm., or 0.4343
  47. lb./cu. in., atomic volume 8.88 cu. cm./g.-atom, melting point 1552 deg. C.
  48. (2826 deg. F.), boiling point 3980 deg. C. (7200 deg. F.), specific heat at
  49. 0 deg. C. (32 deg. F.) 0.0584 cal./g./deg. C., heat of fusion 34.2 cal./g.
  50. or 61.6 BTU/lb., coefficient of linear thermal expansion near 20 deg. C.
  51. (68 deg. F.) 11.76 micro-in./in./deg. C. or 6.53 micro-in./in./deg. F.,
  52. thermal conductivity at 18 deg. C. (64 deg. F.) 0.168 cal./sq. cm./cm./sec.,
  53. electrical resistivity 10.8 michohm-cm. at 20 deg. C. (68 deg. F.), at
  54. 0 deg. C. (32 deg. F.) 10.0 microhm-cm., modulus of elasticity in tension
  55. 16.3 million lb./sq. in. The crystal structure of palladium is face-centered
  56. cubic. The lattice constant at a is 3.8902 Angstrom units at 20 deg. C.
  57. (68 deg. F.), closest approach of atoms 2.750, vapour pressure at 1000 deg. C.
  58. (1832 deg. F.) 1.15 X 10**-5 mm. Hg. at 1500 deg. C. (2732 deg. F.)
  59. 6.17 X 10**-2 mm. Hg. and at 1554 deg. C. (2829) deg. F.) 1.18 X 10**-1 mm. Hg,
  60. electrical volume conductivity at 20 deg. C. (68 deg. F.) 16 per cent IACS,
  61. temperature coefficient of electrical resistivity 0.00377/deg. C. between
  62. 0 and 100 deg. C. (32 and 212 deg. F.) When palladium is alloyed with other
  63. metals, the resistivity is appreciably increased. Reflectivity in white light
  64. 62.8 per cent. This increases somewhat in passing from  blue to red. Emissivity
  65. with a mean wave length of 0.65 mu0 0.33 in the solid state, 0.37 in the liquid
  66. state, magnetic susceptibility at 18 deg. C. (64 deg. F.) about 5.8 X 10**-6
  67. mass units.
  68.  
  69. The hardness of palladium in the rolled and annealed state is about 37 to 39
  70. Vickers diamond, which is practically identical with that of platinum. As a
  71. wire of 0.050 in. dia., and after annealing at high temperature, the metal may
  72. indicate a tensile strength of as little as 9.5 tons/sq. in., with about 24
  73. per cent elongation. A wire of similar type will when annealed at 800 deg. C.
  74. (1470 deg. F.) posses a tensile strength of about 11.25 tons/sq. in. The
  75. mechanical properties are largely governed by the type and quantity of residual
  76. deoxidizers in the composition, but the variations are not large. For example,
  77. the metal containing deoxidizers of this type may show a tensile strength
  78. ranging from 11.25 to 13 ton/sq. in. as annealed, and about 21 tons/sq. in.
  79. after cold drawing. The best annealing temperature is about 800 deg. C.
  80. (1470 deg. F.).
  81.  
  82. When deposited by electrolysis, palladium is considerably harder than when in
  83. the wrought state, and may be from 190 Vickers diamond for metal from the
  84. chloride bath to about 400 for the metal deposited by complicated nitrite
  85. baths. Whenever astronger palladium is desired, additional hardness is 
  86. commonly obtained by an addition of the metal ruthenium. The effect of high
  87. temperatures on these properties is as follows: commercial palladium annealed
  88. at 1100 deg. C. (2000 deg. F.) shows a short-time tensile strength of about
  89. 12.5 tons/sq. in. at 400 deg. C. (750 deg. F.), about 4.25 tons/sq. in. at
  90. 800 deg. C. (1470 deg. F.), and about 3.4 tons/sq. in. at 1000 deg. C.
  91. (1830 deg. F.)
  92.  
  93. Palladium is akin to platinum in general appearance, ductility and strength.
  94. It has a silvery lustre, is extremely malleable and ductile, and is the most
  95. readily fused of all the platinum metals. It readily distils when heated in
  96. an electric furnace. Its principal sources are South Africa, Japan, Brazil,
  97. Sudbury in Ontario, Canada, and the U.S.S.R. Much of it is extracted from such
  98. ores as chalcopyrite during the production of nickel and copper. In the
  99. electrolytic refining of these metals palladium is found in the deposits in
  100. the electrolytic tanks.
  101.  
  102. The metal does not oxidize at temperatures up to about 400 deg. C.
  103. (752 deg. F.), and it is not affected by a considerable number of industrial
  104. chemicals. It is, however, not so resistant to corrosion as the metals of the
  105. platinum group in general, and will not withstand corrosion to the degree that
  106. might be expected. On the other hand, it is the lightest and least expensive
  107. of the platinum metals, and ranks second only to platinum itself in industrial
  108. value. It is stable in air at room temperature, but at a low red heat takes
  109. on a violet hue caused by a film of oxide, which decomposes at a higher
  110. temperature so that the metal then regains its lustre.
  111.  
  112. The main application of palladium is to contacts in electical relays, where
  113. its freedom from tarnish makes it exceptionally trustworthy and gives a
  114. transmission free from noise, highly desirable in voice circuits. It is
  115. also widely used in chemical engineering as a catalyst. In a finely divided
  116. state, dispersed on the surface of an active carrier, it is the most effective
  117. in catalytic action of any in hydrogenating liquids and vapour phase reactions,
  118. being particularly selective either group-wise or stage-wise. Typical processes
  119. in which it forms an admirable catalyst are the production of ethylene from
  120. acetylene, in which palladium on silica-gel causes the catalysis, and the
  121. selective hydrogenation of mthyl butynol to dimethyvinycarbinol, a stage in the
  122. synthese of vitamins A and E.
  123.  
  124. Palladium is also used for removing oxygen from heat treatment atmospheres,
  125. the recombination of hydrongen and oxygen, the hydrogenation of terpines, and
  126. the production of pure gas by the diffusion of hydrogen through a palladium
  127. septum or partition. So applied, however, the gas must be entirely free from
  128. sulphur from the start.
  129.  
  130. One of the most remarkable properties of the metal is its ferocious absorption
  131. of hydrogen, which it readily takes up, to the extent of about 800 times its
  132. own volume at room temperature. This makes it highly valuable as a diffusion
  133. barrier for the production of small volumes of extremely pure hydrogen. In the
  134. same way septa or membranes of palladium are now embodied in electrolytic cells
  135. for the separation of hydrogen isotopes by electrolytic migration.
  136.  
  137. For electrical contacts it is not no costly as platinum, nor is it so dense.
  138. It cannot be adapted to a particularly sensitive gear, but is excellent for
  139. light work, and consequently much used in telephone type relays, expecially in
  140. the United States. The alloys of palladium most valuable for contacts are 10
  141. per cent ruthenium palladium, 40 per cent silver palladium, and 40 per cent
  142. copper palladium, the last being used for rubbing contact with nickel chromium
  143. risistance windings in potentiometers where elimination of oxide deposit on the
  144. windings is essential, and where long service life in addition to wear
  145. resistance is desired combined with minimum contact resistance. Silver-palladium
  146. alloy gives extrememly low temperature coefficient with fairly high resistivity,
  147. and is therefore applied to the windings of those potentiometers requiring high
  148. precision.
  149.  
  150. Gold palladium alloys have a restricted melting range of temperature, and this,
  151. combined with their non-oxidation at tempuratures up to the melting point,
  152. renders them highly satisfactory for temperature-limiting fuses in the
  153. prevention of damage from overheating in electric furnaces. The alloys can be
  154. adapted to melt at suitable intervals, i.e. 50 per cent between 1100 and
  155. 1500 deg. C. (2012 and 2732 deg. F.). The gold palladium alloy yields a high
  156. thermal electromotive force against 10 per cent iridium platinum, the
  157. thermocouple embodying it being completely accurate at temperatures up to 1000
  158. deg. C. (1832 deg. F.). It is therefore much used in high frequency
  159. milliammeters and instruments of similar character.
  160.  
  161. When ruthenium is added to palladium, an `all precious metal' white jewellery
  162. is obtained, and this has been employed to show off diamonds advantageously.
  163. Palladium is also extensively used in dentistry, mainly to make hiat-treatable
  164. casting alloys with up to 30 per cent palladium, the remainder being gold,
  165. silver, and copper. Alloys of this type melt at 1030 deg. C. (1886 deg. F.),
  166. so that there is a limit to the palladium content that can be used in these
  167. alloys. The lustre of palladium, together with its resistance to corrosion and
  168. its ability to accept a high degree of polish, are responsible for its use in
  169. the jewellery trade. Since it is not much more than half the weight of platinum,
  170. and is much like it in appearance and durability, while is costs only about one
  171. fifth as much piece for piece, it is a great competitor of that metal. The most
  172. commonly used alloys of palladium for brooches, tiaras, etc., are either a 3 per
  173. cent molybdenum palladium or a 5 per cent ruthenium palladium.
  174.  
  175. Palladium is also widely used in high temperature solders because it combines
  176. low vapour pressures, satisfactory `wetting' properties and minimum penetration
  177. into austenitic alloys.
  178.  
  179. For soldering palladium, an oxidizing, oxyacetylene flame is best for those
  180. platinum solders melting between 1100 and 1300 deg. C. (2012 and 2372 deg. F.).
  181. A gas-air torch and lower melting-point white gold solders are used in
  182. soldering palladium jewellery and dental materials. When larger amounts have to
  183. be melted, it is best to employ an induction furnace, using an argon or lean
  184. hydrogen nitrogen gas cover, taking care to prevent silicon contamination,
  185. which produces brittleness at elevated temperatures. The melt is deoxidized
  186. with 0.05 per cent aluminium or calcium boride just before it is poured.
  187.  
  188. Palladim silver alloys can be used for brazing stainless steel, Inconel and
  189. other heat-resisting alloys. The most popular alloy has 90 per cent silver,
  190. 10 per cent palladium, and flows at 1065 deg. C. (1950 deg. F.). This is much
  191. less likely to dissolve or penetrate the base metal than nickel-base brazing
  192. alloys.
  193.  
  194. Palladium is obtainable in bar, cast, cold rolled, hot rolled, and drawn 
  195. conditions. It is also produced in sheets, rods, tubes and wire, and is usually
  196. sold either as `sponge', or as refined metal, at prices quoted in troy ounces.
  197. It is usually 99.5 per cent pure. The sponge is termed `black'. It is also
  198. obtained in `compact' forms, which are the most resistant to corrosion, being
  199. attacked only by nitric and boiling sulphuric acids. First isolated in 1803, it
  200. is only a little heavier than lead. In the form of `leaf' it is sometimes used
  201. for decoration in bookbinding, etc.
  202.  
  203. [ I am a strong sceptic at the moment about the claims of cold fusion. It ]
  204. [ seems to me that there may be a possibility that the heat is being      ]
  205. [ generated by the recombination of atomic hydrogen (102 Kcals/mole)      ]
  206. [ which is accumulating within the Pd during electrolysis. Given the time ]
  207. [ it takes to "charge" the Pd with deuterium, if the D2 is actually being ]
  208. [ absorbed as atoms within the metal, then it is possible that all the    ]
  209. [ energy is not be immediately accounted for during the charge period and ]
  210. [ this missing energy is appearing later as recombination energy as the   ]
  211. [ metal becomes saturated. Very rough estimates show that it would not    ]
  212. [ take much atomic deuterium recombining into molecular form to produce   ]
  213. [ the energy output seen including the meltdown. Hopefully the paper will ]
  214. [ clarify some of the measurement techniques used, especially those       ]
  215. [ dealing with the energy surplus claimed.                                ]
  216.  
  217.  
  218.