Диск иридиевый И 99.9 — технические характеристики и применение
Диск иридиевый И 99.9 — прецизионная заготовка из иридия марки И 99.9 (чистота 99,9 % по массе), изготовленная методом вакуумно-дуговой плавки с последующей деформационной обработкой. Материал соответствует требованиям ТУ 48-19-334-90 и поставляется в виде дисков диаметром от 10 до 200 мм, толщиной 1–20 мм. Высокая плотность (22,65 г/см), температура плавления 2447 C и модуль упругости 528 ГПа определяют специализированное применение изделия в высокотемпературных и коррозионно-активных средах.
Ключевые свойства материала
Иридий И 99.9 характеризуется уникальным сочетанием физико-механических параметров, недостижимых для большинства тугоплавких металлов:
- температура плавления — 2447 C, температура кипения — 4428 C;
- предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 480–620 МПа;
- твёрдость по Виккерсу — 220–240 HV (после деформационного упрочнения до 600 HV);
- сопротивление электроэрозионному износу — в 8–10 раз выше, чем у вольфрама;
- стойкость к воздействию расплавов щелочных и щёлочноземельных металлов;
- инертность по отношению к минеральным кислотам, включая царскую водку при температуре до 100 C.
Механическая обработка дисков И 99.9 затруднена из-за склонности материала к наклёпу и хрупкости при комнатной температуре. Рекомендуемые режимы — шлифование алмазными кругами и электроэрозионная резка. Переход иридия в пластичное состояние наблюдается при нагреве выше 800–1000 C, что учитывается при изготовлении деталей сложной формы.
Области применения дисков из иридия И 99.9
Диски иридиевые И 99.9 востребованы в отраслях, где требуется работа при экстремальных температурах и в агрессивных средах:
- тигли для выращивания монокристаллов оксидных соединений (сапфир, гранаты, иттриево-алюминиевые гранаты) методом Чохральского;
- электроды свечей зажигания авиационных газотурбинных двигателей и форсажных камер;
- контактные элементы высокотемпературных термопар и датчиков температуры;
- мишени для ионного распыления в вакуумно-плазменных установках;
- каталитические сетки и подложки в производстве азотной кислоты методом окисления аммиака;
- контейнеры для транспортировки и хранения радиоактивных изотопов.
Сортамент и геометрические параметры
Диски иридиевые И 99.9 изготавливаются с допусками по толщине 0,1 мм и по диаметру 0,2 мм. Чистота обработки поверхности — Ra не более 1,6 мкм. По требованию заказчика возможна поставка дисков с аттестацией химического состава и механических свойств.
| Диаметр, мм | Толщина, мм | Масса, г | Допуск по диаметру, мм | Шероховатость Ra, мкм |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 1,0 | 1,8 | 0,1 | 1,6 |
| 25 | 2,0 | 22,2 | 0,1 | 1,6 |
| 50 | 5,0 | 222,4 | 0,2 | 1,6 |
| 100 | 10,0 | 1779,0 | 0,2 | 1,6 |
При расчёте массы дисков И 99.9 используется плотность 22,65 г/см. Отклонение фактической массы от расчётной не превышает 2 % при условии отсутствия внутренних дефектов, контролируемых ультразвуковым методом.
Особенности эксплуатации и контроля качества
Иридиевые диски И 99.9 проходят входной контроль на отсутствие расслоений, трещин и газовых раковин. Металлографический анализ подтверждает мелкозернистую структуру с размером зерна не более 5 баллов по ГОСТ 5639. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием фактического химического состава, определённого методом атомно-эмиссионной спектрометрии.
При эксплуатации в окислительной атмосфере выше 1000 C на поверхности иридия образуется летучий оксид IrO, что ограничивает применение материала в средах с высоким парциальным давлением кислорода. В вакууме или инертной атмосфере (аргон, гелий) диски И 99.9 сохраняют работоспособность до 2200 C без существенной потери массы.
Вопросы и ответы
Какая чистота иридия в дисках И 99.9?
Содержание иридия составляет не менее 99,9 % по массе. Основные примеси — родий, рутений, платина — нормируются в пределах 0,01–0,03 % каждая.
Каким методом изготавливаются диски И 99.9?
Заготовки получают вакуумно-дуговой плавкой с последующей горячей деформацией при 1200–1400 C и механической обработкой до требуемых размеров.
Возможна ли сварка иридиевых дисков И 99.9?
Сварка иридия выполняется электронно-лучевым методом в вакууме или аргонодуговой сваркой с присадочным материалом той же марки. Сварные швы требуют последующего отжига для снятия напряжений.
Какова максимальная рабочая температура дисков И 99.9?
В инертной атмосфере или вакууме — до 2200 C. На воздухе длительная эксплуатация ограничена температурой 1000 C из-за образования летучего оксида иридия.
