パラジウム（Pd）：特性、合金、産業用途
パラジウムの概要
銀白色の貴金属材料であるパラジウム（Pd）は、白金族元素の中で最も活性が高く、軽白金族金属（密度約12 g/cm³）に分類されます。白金とは異なり、濃硝酸に溶解する性質を持ちます。ほとんどの金属と合金化可能で、優れた触媒特性を示します。1000 °Cでは自身の体積の約9.5倍の水素を吸蔵します。
主な用途
パラジウムはほぼ合金の形で使用されます。最大の消費分野は電気工学・電子分野（約50％）と歯科分野（約30％）です。その他、排ガス触媒（白金との化合物として）、水素拡散セル、ジュエリー業界（ホワイトゴールドの合金成分として10〜20％）、万年筆・紡糸ノズルの合金添加剤、ゲッター材料、接点材料などに用いられます。ゲッター材料として金に代わって採用された理由は、反応炉ガスへの耐性、白金との固相での無限の相溶性、より高い融点、金より安価であることなどが挙げられます。
物理的・機械的特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 12 g/cm³ |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | 20.0 °C | 121 GPa | |
| 伸び | 20.0 °C | 3 % | |
| ビッカース硬度 | 20.0 °C | 210 | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.39 | パラジウム典型値 |
| 剛性率（せん断弾性率） | 20.0 °C | 50 GPa | |
| 引張強さ | 20.0 °C | 480 MPa | |
| 降伏強さ | 20.0 °C | 400 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 50.0 °C | 1.18×10⁻⁵ 1/K | |
| 100.0 °C | 1.19×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.21×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.23×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.26×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.28×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.30×10⁻⁵ 1/K | ||
| 700.0 °C | 1.32×10⁻⁵ 1/K | ||
| 800.0 °C | 1.34×10⁻⁵ 1/K | ||
| 900.0 °C | 1.36×10⁻⁵ 1/K | ||
| 1000.0 °C | 1.39×10⁻⁵ 1/K | ||
| 融点 | 1553 °C | パラジウム典型値 | |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 236–248 J/(kg·K) | パラジウム典型値 |
| 熱伝導率 | 20.0 °C | 75 W/(m·K) |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 20.0 °C | 1.01×10⁻⁷ Ω·m |
化学組成
| 元素 | 含有率 |
|---|---|
| パラジウム | 99.9 % |
加工・取り扱い上の注意
パラジウムは延性があり、耐食性に優れますが、有機ポリマーを形成しやすい傾向があり（ブラウンパウダー効果）、切削加工、圧延、気相分離、電析が可能です。
金属