Платиновый диск ПлИ 70-30: сплав платины с иридием для высокотемпературных и электрохимических применений
Диск платиновый ПлИ 70-30 — изделие из платино-иридиевого сплава марки ПлИ-30 (70 % Pt, 30 % Ir), выпускаемое в виде круглого проката постоянного сечения. Сплав системы платина–иридий с 30 % иридия относится к классу тугоплавких благородных металлов и сохраняет механическую стабильность при нагреве до 1800 C в окислительной и инертной средах. Диск ПлИ 70-30 применяют там, где требуется сочетание каталитической инертности, высокой температуры плавления и минимального абразивного износа.
Технические характеристики сплава ПлИ-30
Иридий образует с платиной непрерывный ряд твёрдых растворов, что обеспечивает рост жаропрочности и твёрдости относительно чистого металла. Ключевые параметры диска ПлИ 70-30:
- температура плавления — 1780–1800 C;
- плотность — 21,5–21,7 г/см;
- твёрдость по Виккерсу — 220–260 HV (отожжённое состояние);
- предел прочности при растяжении — 550–700 МПа;
- удельное электрическое сопротивление — 0,32–0,35 мкОмм;
- стойкость к окислению на воздухе — до 1600 C без защитной атмосферы.
Диск ПлИ 70-30 поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии; термообработка проводится в вакууме или инертной среде при 1000–1200 C. Механическая обработка — точение, шлифование, электроэрозионная резка; пайка возможна только высокотемпературными припоями на основе золота или палладия.
Типоразмеры и параметры поставки
| Диаметр, мм | Толщина, мм | Масса, г | Состояние | Шероховатость Ra, мкм |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 1,0 | 1,7 | отожжённый | 0,8 |
| 20 | 2,0 | 13,6 | отожжённый | 0,8 |
| 30 | 3,0 | 45,9 | нагартованный | 1,6 |
| 40 | 5,0 | 136,0 | отожжённый | 0,4 |
| 50 | 8,0 | 340,0 | нагартованный | 1,6 |
Области применения
Благодаря химической инертности и стабильности при циклическом нагреве диск ПлИ 70-30 востребован в следующих системах и оборудовании:
- электрохимические ячейки и электроды сравнения в агрессивных средах;
- тигли и подложки для выращивания монокристаллов методом Чохральского;
- контакты и токосъёмники в высокотемпературных печах сопротивления;
- каталитические сетки и носители в реакторах окисления аммиака;
- эталонные грузы и элементы весоизмерительных систем;
- детали остеклованных датчиков уровня в стекловаренных печах.
Эксплуатационные ограничения
Сплав ПлИ-30 не рекомендуется применять в восстановительных средах при температуре выше 1200 C из-за риска образования силицидов и фосфидов иридия. При контакте с углеродсодержащими материалами возможна карбидизация поверхности. Диск ПлИ 70-30 не подлежит сварке плавлением без последующей термообработки; для соединений используют диффузионную сварку в вакууме.
Вопросы и ответы
Чем отличается диск ПлИ 70-30 от диска из чистой платины?
Введение 30 % иридия повышает твёрдость до 220–260 HV и предел прочности до 550–700 МПа, тогда как чистая платина имеет 40–50 HV и 130–180 МПа. Жаропрочность и сопротивление абразивному износу у ПлИ-30 существенно выше.
При какой максимальной температуре можно эксплуатировать диск ПлИ 70-30 на воздухе?
Без защитной атмосферы — до 1600 C. Выше этой температуры начинается заметная потеря массы за счёт испарения оксидов иридия. В вакууме или аргоне рабочий диапазон расширяется до 1800 C.
Как обрабатывать диск ПлИ 70-30 для получения зеркальной поверхности?
Последовательное шлифование абразивами от 400 до 2000 grit, затем алмазная паста 3/1 мкм и финишная полировка оксидом хрома. Достижимая шероховатость — Ra 0,05–0,1 мкм.
Возможна ли пайка диска ПлИ 70-30 в водородной печи?
Да, при использовании припоев на основе золота (Au–Ni, Au–Cu) или палладия с температурой плавления выше 1000 C. Водородная среда предотвращает окисление, но требует тщательной осушки газа.
