Лента из платины ПлИ950-50: характеристики, сортамент и применение
ПлИ950-50 — платино-иридиевый сплав, содержащий 95 % платины и 5 % иридия. Лента из данного сплава выпускается в холоднокатаном состоянии с последующим рекристаллизационным отжигом и поставляется в виде рулонов, бухт и мерных отрезков. Сочетание высокой химической инертности платиновой матрицы с упрочняющим действием иридия обеспечивает стабильность механических свойств при температурах до 1400 C в окислительных и нейтральных средах.
Технические параметры и сортамент
Сплав ПлИ950-50 относится к системе Pt–Ir с неограниченной взаимной растворимостью компонентов. Иридий повышает температуру рекристаллизации, твёрдость и сопротивление ползучести относительно чистой платины, сохраняя коррозионную стойкость. Лента изготавливается толщиной от 0,02 до 2,0 мм, шириной до 200 мм; предельные отклонения по толщине нормируются в зависимости от класса точности.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина ленты | 0,05–2,0 | холодная прокатка | мм | микрометрия |
| Плотность | 21,5 | 20 C | г/см | гидростатика |
| Температура плавления | 1780–1800 | атмосферное давление | C | ДТА |
| Предел прочности | 280–340 | отожжённое состояние | МПа | растяжение |
| Относительное удлинение | 20–30 | отожжённое состояние | % | растяжение |
| Удельное электросопротивление | 0,24–0,26 | 20 C | мкОмм | четырёхзондовый |
Структура и физико-механические свойства
Иридий, растворённый в гранецентрированной кубической решётке платины, вызывает твёрдорастворное упрочнение. После отжига при 1000–1100 C формируется однородная полиэдрическая структура с размером зерна 20–50 мкм. Лента сохраняет пластичность при деформации и допускает гибку, штамповку и точечную сварку без образования трещин. При нагреве выше 1200 C наблюдается интенсивный рост зерна, что учитывается при выборе режимов эксплуатации.
Сплав устойчив к окислению на воздухе до 1400 C; образующаяся оксидная плёнка плотная и препятствует дальнейшему окислению. В расплавах стекла, силикатов и оксидных соединений при высоких температурах ПлИ950-50 сохраняет геометрическую стабильность и не вступает в химическое взаимодействие с расплавом.
Области применения
- Токоподводящие элементы и электроды в установках электрошлакового переплава и стекловаренных печах прямого нагрева.
- Чувствительные элементы термопар типа S и R, работающие в окислительных средах при 1200–1400 C.
- Катализаторные сетки и контактные устройства в реакторах окисления аммиака и производства азотной кислоты.
- Тигли и лодочки для выращивания монокристаллов оксидов методом Чохральского.
- Электроды свечей зажигания авиационных и ракетных двигателей, работающих в условиях циклического теплового нагружения.
- Токосъёмные пластины в электролизёрах с расплавленными солями и высокотемпературных топливных элементах.
Технологические особенности обработки
Лента из ПлИ950-50 поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии. Резка в меру выполняется лазером или электроэрозионным методом; механическая резка ножницами допустима для толщин до 0,5 мм. При гибке минимальный радиус составляет 2–3 толщины ленты в отожжённом состоянии. Сварка осуществляется аргонодуговым методом или лазером в среде инертного газа; зона термического влияния требует последующего отжига для восстановления пластичности.
Пайка возможна высокотемпературными припоями на основе золота или палладия; применение оловянно-свинцовых припоев не рекомендуется из-за риска образования хрупких интерметаллидов. Для соединения с керамикой используется активная пайка при 1000–1100 C в вакууме.
Вопросы и ответы
Какое максимальное содержание иридия допускается в сплаве ПлИ950-50?
Сплав содержит 5 % иридия; допустимое отклонение по массе составляет 0,2 %. Содержание платины — основа, не менее 94,8 %. Контроль химического состава выполняется спектральным анализом.
При какой температуре лента из ПлИ950-50 сохраняет механическую стабильность?
Длительная эксплуатация без заметной ползучести возможна до 1200 C. Кратковременный нагрев до 1400 C допустим в окислительной среде; выше этой температуры наблюдается интенсивное испарение платины и рост зерна.
Возможно ли изготовление ленты толщиной менее 0,05 мм?
Минимальная толщина серийной ленты — 0,02 мм. Изготовление более тонких образцов возможно по специальному заказу с применением многократной прокатки и промежуточных отжигов, однако это увеличивает риск образования разрывов кромки.
Какие стандарты регламентируют поставку ленты из сплава ПлИ950-50?
Поставка осуществляется по техническим условиям, разработанным производителем, с указанием химического состава, механических свойств и предельных отклонений по геометрии. Сплав соответствует маркировке PtIr5 по международной классификации.
