Платиновая фольга ПлРд-30: состав, свойства и применение
Платиновая фольга ПлРд-30 — это прецизионный прокат из платинородиевого сплава с номинальным содержанием родия 30% (по массе), остальное — платина. Материал поставляется в виде лент и полос толщиной от 0,01 до 0,5 мм, шириной до 200 мм, с допуском по толщине 10% для толщин до 0,1 мм и 8% для более толстых лент. Сплав ПлРд-30 относится к группе твердых растворов замещения и характеризуется полной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии, что обеспечивает однородность структуры и стабильность механических характеристик по всей площади фольги.
Технические характеристики сплава ПлРд-30
Легирование платины 30% родия существенно повышает прочностные характеристики и температуру рекристаллизации по сравнению с чистой платиной. Предел прочности фольги ПлРд-30 в отожженном состоянии составляет 380–450 МПа, в нагартованном — до 700 МПа. Твердость по Виккерсу — 90–110 HV в отожженном состоянии и 180–220 HV после деформационного упрочнения. Температура плавления сплава — 1840 C, что на 115 C выше, чем у чистой платины.
Ключевое преимущество ПлРд-30 — высокая жаропрочность и сопротивление ползучести при температурах до 1400 C. Сплав сохраняет стабильность структуры при длительных выдержках в окислительной среде, не склонен к росту зерна при термоциклировании. Электрическое сопротивление сплава — 0,42 Оммм/м, что в 4,2 раза выше, чем у чистой платины, что важно для термометрических применений.
Стандарты и нормативная документация
Фольга ПлРд-30 изготавливается по ГОСТ 13498-2017 «Платина и сплавы на ее основе. Марки» и ТУ на конкретные типоразмеры. Химический состав контролируется по ГОСТ 12558.1-78 и ГОСТ 12558.2-78. Сплав маркируется в соответствии с системой обозначений драгоценных металлов: «Пл» — платина, «Рд» — родий, цифра — массовая доля родия в процентах.
Применение фольги ПлРд-30
Фольга из сплава ПлРд-30 востребована в отраслях, где требуется сочетание высокой температуры плавления, коррозионной стойкости и стабильности свойств при нагреве:
- термопарные датчики типа ТПР (платинородий-платинородиевые) для измерения температур до 1800 C в печах цементной, стекольной и металлургической промышленности;
- нагревательные элементы высокотемпературных лабораторных печей и установок эпитаксиального выращивания;
- тигли, лодочки и экраны для выращивания монокристаллов тугоплавких оксидов (сапфир, ИАГ);
- каталитические сетки и носители в производстве азотной кислоты методом окисления аммиака;
- электроды и чувствительные элементы датчиков кислорода для контроля состава газовых сред;
- изделия медицинского назначения — имплантаты и электроды кардиостимуляторов, где важна биосовместимость.
Особенности обработки и эксплуатации
Фольга ПлРд-30 допускает гибку, штамповку и вырубку без предварительного отжига при толщинах до 0,1 мм. Для более толстых лент рекомендуется нагрев до 900–1000 C перед формовкой. Сварка изделий выполняется аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом или лазерной сваркой; пайка — высокотемпературными припоями на основе золота или палладия. При работе в интервале температур 600–900 C возможно образование оксидной пленки, которая не влияет на механические свойства, но может изменять электрическое сопротивление — это необходимо учитывать при конструировании термопар.
| Параметр | ПлРд-30 (отожженная) | ПлРд-30 (нагартованная) | Пл (чистая) | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 380–450 | 600–700 | 130–180 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 25–35 | 2–5 | 30–40 | ГОСТ 1497 |
| Температура плавления, C | 1840 | 1840 | 1769 | ГОСТ 12558.1 |
| Удельное электросопротивление, Оммм/м | 0,42 | 0,44 | 0,10 | ГОСТ 7229 |
| Твердость HV | 90–110 | 180–220 | 40–50 | ГОСТ 2999 |
Вопросы и ответы
Чем отличается фольга ПлРд-30 от фольги из чистой платины?
ПлРд-30 имеет в 2,5–3 раза более высокий предел прочности, температуру плавления выше на 71 C и значительно большую стойкость к ползучести при температурах выше 1000 C. Электрическое сопротивление выше в 4,2 раза, что делает сплав предпочтительным для термопарных электродов.
Какие толщины фольги ПлРд-30 доступны для заказа?
Стандартный диапазон толщин — от 0,01 до 0,5 мм. Для толщин до 0,1 мм допуск составляет 10%, для более толстых лент — 8%. Ширина полосы — до 200 мм, возможна поставка в рулонах или отрезками.
Можно ли использовать фольгу ПлРд-30 для термопар типа ТПР?
Да, сплав ПлРд-30 применяется в качестве положительного электрода термопар ТПР (платинородий-платинородиевых) в паре с ПлРд-6 или ПлРд-10. Такие термопары работают в диапазоне 600–1800 C и используются в стекловаренных печах и высокотемпературных установках.
Какой метод сварки рекомендуется для соединения фольги ПлРд-30?
Оптимальна аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности или лазерная сварка. Для тонких фольг (до 0,1 мм) предпочтительна лазерная сварка с минимальной погонной энергией для предотвращения перегрева и роста зерна.
