روتنیوم (بهانگلیسی:Ruthenium) یکعنصر شیمیایی بانمادRu وعدد اتمی ۴۴ است. این عنصر یکفلز واسطه نادر است که متعلق بهگروه پلاتین جدول تناوبی است. مانند سایر فلزات گروه پلاتین، روتنیم نسبت به سایر مواد شیمیایی بی اثر است.کارل ارنست کلاوس، دانشمند روسیتبار از نژاد بالتیک-آلمانی این عنصر را در سال ۱۸۴۴ دردانشگاه دولتی کازان کشف کرد و به افتخارروسیه روتنیم نامید. روتنیوم معمولاً به عنوان یک عنصر جزئی در سنگ معدنهایپلاتین یافت میشود. تولید جهانی سالانه از حدود ۱۹ تن در سال ۲۰۰۹[۵] به حدود ۳۵٫۵ تن در سال ۲۰۱۷ رسیدهاست.[۶] بیشتر روتنیوم تولید شده در کنتاکتهای الکتریکی مقاوم در برابر سایش ومقاومتهای لایه-ضخیم استفاده میشود. یک کاربرد جزئی برای روتنیم در آلیاژهای پلاتین و به عنوان یککاتالیزور شیمیایی است. یک کاربرد جدید روتنیوم استفاده از آن به عنوان لایه درپوش برای فتوماسکهایفرابنفش شدید است. روتنیوم بهطور کلی در سنگ معدنهای دیگر فلزات گروه پلاتین در کوههای اورال و درآمریکای شمالی و جنوبی یافت میشود.[۷]
سالانه تقریباً ۳۰ تن روتنیم استخراج میشود[۸] و ذخایر جهانی آن ۵۰۰۰ تن تخمین زده میشود.[۹] ترکیب مخلوط فلزات استخراج شده از گروه پلاتین (PGM) بسته به تشکیل ژئوشیمیایی بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، PGMهای استخراج شده درآفریقای جنوبی بهطور متوسط ۱۱٪ روتنیم دارند در حالی که PGMهای استخراج شده در اتحاد جماهیر شوروی سابق تنها حاوی ۲٪ (۱۹۹۲) روتنیم است.[۱۰] روتنیم، اوزیم و ایریدیم از فلزات جزئی گروه پلاتین محسوب میشوند.[۱۱]
روتنیم، مانند سایر فلزات گروه پلاتین، به عنوانمحصول جانبی فرآوری تجاری سنگ معدننیکل،مس و فلزات پلاتین بدست میآید. در طیتصفیه الکتریکی مس و نیکل،فلزات نجیب مانند نقره،طلا و فلزات گروه پلاتین به عنوانگِل آند رسوب میکنند.[۱۲][۱۳]
تقریباً ۳۰٫۹ تن روتنیم در سال ۲۰۱۶ مصرف شدهاست که ۱۳٫۸ تن از آن در کاربردهای الکتریکی، ۷٫۷ تن در کاتالیستها و ۴٫۶ تن درالکتروشیمی مصرف شدهاست.[۱۴]
از آنجا که روتنیم آلیاژهایپلاتین وپالادیوم را سخت میکند، روتنیوم درکنتاکتهای الکتریکی استفاده میشود، که در آن یک فیلم نازک برای دستیابی به دوام مطلوب کافی است. با خصوصیات مشابه و هزینه کمتر نسبت بهرودیم، عمدهترین کاربرد روتنیم کنتاکتهای الکتریکی است.[۱۵][۱۶] لایه روتنیوم باآبکاری[۱۷] یاپاشش[۱۸] بهفلز پایهالکترود و کنتاکت الکتریکی اعمال میشود.
از دیاکسید روتنیم همراه با روتناتهایبیسموت وسرب در مقاومتهای تراشه ای لایه-ضخیم استفاده میشود.[۱۹][۲۰][۲۱] این دو کابرد الکترونیکی ۵۰٪ از مصرف روتنیم را تشکیل میدهند.[۲۲]
روتنیوم به ندرت با فلزات خارج از گروه پلاتین، که مقادیر کمی برخی از خواص را بهبود میبخشد، آلیاژ میشود. مقاومت بیشتر در برابر خوردگی در آلیاژهای تیتانیوم منجر به تولید آلیاژ مخصوصی با روتنیوم ۰٫۱٪ میشود.[۲۳]
↑Emsley, J. (2003)."Ruthenium".Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 368–370.ISBN978-0-19-850340-8.
↑Rao, C; Trivedi, D. (2005). "Chemical and electrochemical depositions of platinum group metals and their applications".Coordination Chemistry Reviews.249 (5–6): 613.doi:10.1016/j.ccr.2004.08.015.
↑Prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee; Merrill L. Minges, technical chairman (1989).Electronic materials handbook. Materials Park, OH: ASM International. p. 184.ISBN978-0-87170-285-2.
↑Busana, M. G.; Prudenziati, M.; Hormadaly, J. (2006). "Microstructure development and electrical properties of RuO2-based lead-free thick film resistors".Journal of Materials Science: Materials in Electronics.17 (11): 951.doi:10.1007/s10854-006-0036-x.hdl:11380/303403.S2CID135485712.
↑Rane, Sunit; Prudenziati, Maria; Morten, Bruno (2007). "Environment friendly perovskite ruthenate based thick film resistors".Materials Letters.61 (2): 595.doi:10.1016/j.matlet.2006.05.015.hdl:11380/307664.
↑Emsley, J. (2003)."Ruthenium".Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 368–370.ISBN978-0-19-850340-8.