로듐(Rh): 특성, 경도 및 용도
로듐 개요
은백색의 단단한 귀금속인 로듐(Rh)은 밀도 약 12g/cm³의 경량 백금족 원소에 속합니다. 로듐은 이리듐과 마찬가지로 치밀한 상태에서는 산에 강하지만, 미세 분말 상태에서는 왕수와 진한 황산에 용해됩니다. 고온에서 산소와 반응하는 반면, 루테늄과 오스뮴은 휘발성 산화물을 생성합니다. 가공성은 순도에 크게 좌우되며, 고순도 로듐은 적열 상태에서 단조, 압연, 인발이 가능합니다. 이 소재는 높은 열전도율과 전기전도율을 특징으로 합니다.
주요 용도
로듐은 백금과 팔라듐을 제외한 다른 백금족 금속보다 실용적 중요성이 더 큽니다. 자동차 배기가스 촉매에는 주로 Pt/Rh 또는 Pt/Pd 조합이 사용됩니다. 또한 화학 및 전기화학 장치 공학(광학 산업 및 레이저 기술용 단결정 성장 도가니), 방사노즐, 열전대(Pt/Rh)에도 활용됩니다.
로듐 도금층은 모든 백금족 금속 코팅 중 특히 높은 경도, 기계적·화학적 내성, 높은 반사율(예: 은도금 대체)의 이점을 가집니다. 이 외에도 접점 소재, 발열 코일, 반사경 등으로 사용됩니다. 로듐은 충분한 연성, 내식성, 800°C까지의 내산화성, 내마모성을 가지며, 제한적으로 가공·전기도금·기상 분리가 가능합니다.
물리적·기계적 특성
일반 특성
| 특성 | 온도 | 값 |
| 밀도 | 20.0 °C | 12.4 g/cm³ |
기계적 특성
| 특성 | 온도 | 값 |
| 탄성 계수 | -190.0 °C | 405 GPa |
| 20.0 °C | 380 - 386 GPa |
| 200.0 °C | 368 GPa |
| 400.0 °C | 346 GPa |
| 500.0 °C | 336 GPa |
| 600.0 °C | 325 GPa |
| 700.0 °C | 315 GPa |
| 800.0 °C | 304 GPa |
| 900.0 °C | 291 GPa |
| 비커스 경도 | 20.0 °C | 300 HV |
| 푸아송 비 | 20.0 °C | 0.26 |
| 전단 계수 | 20.0 °C | 150 - 153 GPa |
| 인장 강도 | 20.0 °C | 1380 - 2070 MPa |
열적 특성
| 특성 | 온도 | 값 | 비고 |
| 열팽창 계수 | 50.0 °C | 8×10⁻⁶ 1/K | |
| 100.0 °C | 8.5×10⁻⁶ 1/K | |
| 200.0 °C | 9×10⁻⁶ 1/K | |
| 300.0 °C | 9.3×10⁻⁶ 1/K | |
| 400.0 °C | 9.6×10⁻⁶ 1/K | |
| 500.0 °C | 9.8×10⁻⁶ 1/K | |
| 600.0 °C | 1.0×10⁻⁵ 1/K | |
| 700.0 °C | 1.01×10⁻⁵ 1/K | |
| 800.0 °C | 1.03×10⁻⁵ 1/K | |
| 900.0 °C | 1.05×10⁻⁵ 1/K | |
| 1000.0 °C | 1.08×10⁻⁵ 1/K | |
| 1100.0 °C | 1.1×10⁻⁵ 1/K | |
| 1200.0 °C | 1.13×10⁻⁵ 1/K | |
| 1300.0 °C | 1.15×10⁻⁵ 1/K | |
| 1400.0 °C | 1.18×10⁻⁵ 1/K | |
| 1500.0 °C | 1.21×10⁻⁵ 1/K | |
| 융점 | - | 1963 °C | 로듐 대표값 |
| 비열 용량 | 23.0 °C | 254 J/(kg·K) | 로듐 대표값 |
| 열전도율 | -173.0 °C | 185 W/(m·K) | |
| -73.0 °C | 156 W/(m·K) | |
| 20.0 °C | 88 W/(m·K) | |
| 127.0 °C | 145 W/(m·K) | |
| 327.0 °C | 135 W/(m·K) | |
| 527.0 °C | 126 W/(m·K) | |
| 727.0 °C | 121 W/(m·K) | |
| 927.0 °C | 118 W/(m·K) | |
| 1127.0 °C | 115 W/(m·K) | |
| 1327.0 °C | 109 W/(m·K) | |
| 1527.0 °C | 106 W/(m·K) | |
| 1727.0 °C | 104 W/(m·K) | |
전기적 특성
| 특성 | 온도 | 값 |
| 전기 전도도 | 20.0 °C | 2.33×10⁷ S/m |
| 전기 저항률 | 20.0 °C | 4.3×10⁻⁸ Ω·m |
화학적 조성