Platin İridyum Alaşımı: Tıp, Havacılık ve Uzay ve Yarı İletken Endüstrilerinde Anahtar Bir Malzeme

Platin iridyum, çoğu kısa tanıtımda az miktarda iridyum eklenmiş platin olarak tanımlanır ve bu ifade, bir alıcının ihtiyaç duyduğu tek sayıyı ortadan kaldırır. İridyum içeriği spesifikasyondur. Sertliği belirler, korozyon direncini belirler, alaşımın nasıl işlenebileceğini belirler ve fiyatı belirler ve aslında satılan aralık, her adımda çok farklı davranışlarla yüzde birkaç ila otuz arasında değişir.

Alaşımı üç endüstride kullanışlı kılan aynı özellik, sayının önemli olmasının nedenidir. İridyum, platinin sertliğini kimyasal stabilitesini bozmadan artıran az sayıdaki metalden biridir, bu nedenle küçük bir ekleme, yumuşak ve kolayca deforme olan bir metali kenar tutan ve aşınmaya direnen bir yay tavlı malzemeye dönüştürür. Daha fazla eklerseniz, sertlik daha da artar, ancak soğuk işlenebilirlik azalır, alaşımın sıcak işlenmesi gerekir ve bitmiş telin verimi baskın maliyet haline gelir.

Bu sayfa, aslında alınıp satılan bileşim adımlarını, her birinin tıbbi elektrot, ateşleme bileşeni ve test probunda ne satın aldığını ve alaşımın saf iridyumla paylaştığı ve hiçbir veri sayfası başlığının bahsetmediği yüksek sıcaklık sınırlamasını ortaya koymaktadır.

Tablo, yaygın bileşimler için yayınlanmış değerleri kullanarak iridyum içeriğiyle değişen özellikleri vermektedir. Bir özellik bir bileşim için yayınlanmamışsa, hücre bunu söyler, çünkü bir malzeme tablosundaki enterpole edilmiş bir sayı boş bir hücreden daha kötüdür.

Bu tabloda dikkat çekici iki şey var. Yoğunluk, iridyum içeriğiyle birlikte artar ve saf platin için 21.45'ten %30 iridyumda 21.69'a kadar monoton bir şekilde artar, çünkü iridyum 22.56 g/cm3 ile iki metalin daha yoğun olanıdır. Ve saf platinden PtIr 10'a olan sertlik adımı, PtIr 10'dan PtIr 20'ye olan adımdan çok daha büyüktür, bu nedenle %10'luk alaşım tıbbi ve enstrüman işlerinin çoğunu taşır: sertlik faydasının çoğunu yakalar ve aynı zamanda normal aletlerle çekilebilen, yuvarlanabilen ve şekillendirilebilen bir malzeme olarak kalır.

Rutin olarak stoklanan bileşim aralığı, teknik olarak mümkün olan aralıktan daha dardır. DLX, standart olarak %5, %10 ve %15 iridyum sınıflarında platin iridyum tedarik eder ve daha yüksek içerikler sipariş üzerine üretilir ve yeni bir tasarım için pratik tavsiye, %10 ile başlamak ve aşınma veya sertlik ölçümü %10'un yeterli olmadığını gösterdiğinde yukarı çıkmaktır.

Uyarıcı bir elektrotun aynı anda üç şeyi yapması gerekir. Dokuya korozyona uğramadan şarj iletmesi gerekir, şeklini değiştirmeden milyonlarca döngüye dayanması gerekir ve küçük ve genellikle karmaşık bir forma üretilebilmesi gerekir. %10 platin iridyum, bu üçünü dengeleyen bileşimdir ve nedenleri pazarlama değil, elektrokimyasal ve mekaniktir.

Elektrokimyasal neden, metalin pasif olduğu pencerenin genişliğidir. Platin ve alaşımları, bir uyarı darbesinin ulaştığı potansiyellerde çözünmedikleri için kullanılır ve iridyum eklemesi, seçici olarak korozyona uğrayacak bir fazı tanıtmadan tekrarlanan döngü altında korozyon direncini artırır. Mekanik neden, %10'luk alaşımın kıvırma ve yerleştirme sırasında deformasyona direnecek kadar sert ve tel haline çekilecek veya halka şekillendirilecek kadar sünek olmasıdır. Çatlamadan.

Bu gereksinimlerden üç ürün formu ortaya çıkar. Bir kalp pili veya nöromodülasyon elektrodu genellikle çubuktan işlenmiş bir tel, halka veya uçtur. Bir stent işaretleyici bandı ince bir halkadır. Bir cerrahi alet eki küçük bir işlenmiş parçadır. Her üçü de bileşim, form ve yüzey koşulu ile sipariş edilir ve yüzey koşulu önemlidir çünkü implante edilmiş bir elektrottaki bir çizik, şarj konsantrasyonu için bir yerdir.

Genellikle roket motoru bileşeni olarak tanımlanan havacılık uygulaması, daha doğru bir şekilde bir ateşleme bileşenidir. Platin iridyum, bujilerde ve ateşleyici uçlarda bulunur, burada alaşım ark erozyonuna direnir ve tekrarlanan deşarj altında keskin bir kenarı korur ve küçük sensör ve temas parçalarında bulunur. Nikel alaşımları, bakır alaşımları veya soğutma stratejisine bağlı olarak karbon kompozitlerden yapılmış bir yanma odası veya nozül malzemesi değildir.

Bu ayrım, bir alıcı için önemlidir çünkü iki sorgu farklı tedarikçilere gider. Platin iridyum ateşleme elektrotları için bir talep, aşınma gereksinimi olan küçük bir değerli metal parçasıdır. Bir itme odası için bir talep, termal gereksinimi olan büyük bir yapısal bileşendir ve platin iridyum hiçbir fiyatta bir aday değildir.

Aynı mantık yarı iletken listesi için de geçerlidir. Alaşım, test problarında ve bazı pota ve buharlaştırma kaynaklarında bulunur, burada sertliği ve kimyasal inertliği küçük ölçekte kullanılır. Bir wafer fabrikasında yapısal bir malzeme olarak bulunmaz ve yarı iletken üretimini listeleyen ancak prob veya potadan bahsetmeyen bir sayfa, bir endüstriyi tanımlamıştır, bir uygulamayı değil.

İridyum, yüksek sıcaklıkta havada uçucu bir okside oksitlenir ve oksit yüzeyde kalmaz, koruyucu bir ölçek oluşturmaz. Platin iridyum parçası için sonuç, yaklaşık 1.000 °C üzerindeki sıcaklıklarda oksitleyici bir atmosferde yavaş bir iridyum kaybıdır, bu da hem bileşimi hem de ince bir kesitin boyutlarını değiştirir.

Bu, platin iridyum elektrodunun bir ateşleme uygulamasında ve fırın elemanı olarak değil, neden kullanıldığının ve alaşımın sıcakken vakum, inert atmosfer veya indirgeyici koşullar için neden belirtildiğinin nedenidir. Yüksek sıcaklıkta havada metal dramatik bir mekanizma ile arızalanmaz. Sadece incelir ve sertliği veren iridyum ayrılan kısımdır.

İki pratik sonuç ortaya çıkar. 1.000 °C üzerindeki havada ince bir tel veya ince bir prob ucu, kalıcı bir bileşen olarak değil, sonlu bir ömrü olan bir sarf malzemesi olarak ele alınmalıdır. Ve o hizmette bulunmuş bir parça, kayıp görünmez olana kadar görünüşe göre değil, ağırlık ve boyut olarak kontrol edilmelidir, çünkü kayıp görünmez olana kadar yeterince tekdüzedir.

Platin iridyum hızla sertleşir ve iridyum içeriği arttıkça işleme penceresi daralır. Tel için pratik sıra, dökme veya sinterlenmiş bir biletle başlamak, onu bir çubuğa sıcak işlemek ve ardından geçişler arasında bir tavlama ile çekmektir. Tavlamalar arasındaki geçiş sayısı iridyum içeriği arttıkça azalır ve aralığın üst kısmında malzeme hiç çekilmez.

Ticari sonuç, bir platin iridyum parçasının fiyatının, metalin kendisi kadar işleme rotasının verimi tarafından da yönlendirildiğidir. Zor çekilen bir çap ve tolerans isteyen bir spesifikasyon, iridyum içeriğiyle ilgisi olmayan bir maliyet taşıyacaktır ve aynı nominal alaşım için iki teklifi karşılaştıran bir alıcı, iki farklı verimi karşılaştırıyor olabilir.

Altı öğe bir platin iridyum teklifini belirler ve ilki çoğu sorgunun belirsiz bıraktığı öğedir.

DLX, Changzhou, Jiangsu'da standart olarak %5, %10 ve %15 iridyum sınıflarında ve sipariş üzerine daha yüksek içeriklerde tel, tüp, halka, şerit ve çubuk olarak platin iridyum tedarik eder. Formlar arasında elektrotlar ve problar için ince tel, işaretleyici bantlar için tüp, alet parçaları için halka ve hassas mekanizmalar için yay teli bulunur.

Malzeme, siparişte belirtilen bileşime göre, talep üzerine EN 10204 3.1 sertifikası ve test sonuçlarına izlenebilir ısı numarası ile tedarik edilir. Teklifi belirleyen soru, formla birlikte iridyum içeriğidir, çünkü bu iki öğe, herhangi bir fiyat tartışılmadan önce işleme rotasını ve verimi belirler.

Genellikle %10, bazen %5 veya %15 anlamına gelir. İridyum eklemesi platin içeriğine kıyasla küçük olduğu için bu ifade kullanılır, ancak %5 ile %15 arasındaki fark, kolayca çekilebilen bir tel ile dikkatli bir program gerektiren bir malzeme arasındaki farktır. Bir spesifikasyon, sıfatı değil, yüzdeyi belirtmelidir.

İridyumun sertlik faydasının çoğunu yakalarken normal aletlerle çekilebilen ve şekillendirilebilen bir malzeme olarak kalması nedeniyle. Tekrarlanan şarj döngüsü altında korozyona direnir, kıvırma ve yerleştirme sırasında şeklini korur ve bir implantın ihtiyaç duyduğu tel, halka ve işlenmiş formlara dönüştürülebilir. Daha yüksek iridyum içerikleri daha sert ve çalışması daha zordur, bu da genellikle küçük olan bir parçanın maliyetini artırır.

Buji elektrotları ve ateşleyici uçlar gibi ateşleme bileşenlerinde kullanılır, ancak bir hazne veya nozül için yapısal bir malzeme olarak kullanılmaz. Bu daha büyük parçalar, soğutma stratejisine bağlı olarak nikel alaşımları, bakır alaşımları veya karbon kompozitlerden yapılır. Platin iridyum motor donanımı için bir talep genellikle bir elektrot talebidir.

Bir elektrot için yeterince iyi ve iletkenlik için seçilecek kadar iyi değil. Platinin bakırın yaklaşık altı katı direncine sahiptir ve iridyum eklemesi bunu iyileştirmez. Alaşım, kimyasal stabilite, sertlik ve aşınma direnci için seçilir ve iletkenlik, yeterli olan bir özelliktir ve seçim nedeni değildir.

İridyum, yüzeyde koruyucu bir ölçek oluşturmak yerine yüzeyden ayrılan uçucu bir oksit oluşturur, bu nedenle alaşım yüzey tabakasından yavaş yavaş iridyum kaybeder. İnce bir kesitte bu, boyutlarda bir azalma ve bileşimde bir değişiklik olarak ortaya çıkar. Alaşım, sıcakken vakumda, inert gazda veya indirgeyici koşullarda kullanılır ve havada sıcak çalışan bir parça sarf malzemesi olarak ele alınmalıdır.

Birleşen iki neden için. İridyum, platinden çok daha pahalıdır, bu nedenle metal maliyeti yüzde ile birlikte artar. Ve iridyum arttıkça işleme penceresi daralır, bu nedenle tavlamalar arasındaki çekme geçiş sayısı azalır ve bitmiş telin verimi düşer. İkinci etki, ince bir tel için genellikle ilkinden daha büyüktür.

Platin iridyum, spesifikasyonu iridyum içeriği olan bir platin alaşımıdır. %10'da, aşınmaya direnecek kadar sert ve tıbbi ve enstrüman işlerinin ihtiyaç duyduğu tel haline çekilecek ve halkalar haline getirilecek kadar sünektir. %20 ve üzerinde, ark erozyonuna ve aşınmaya daha fazla direnir, ancak sıcak işlemenin tek yol haline gelene kadar daralan bir işleme penceresi pahasına.

İki sınır, broşürde değil, spesifikasyonda yer almalıdır. Alaşım, yaklaşık 1.000 °C üzerindeki havada uçucu bir oksit olarak iridyum kaybeder, bu nedenle sıcak bir parça vakum, inert gaz veya sarf malzemesi ömrü gerektirir. Ve iletkenliği yeterlidir, olağanüstü değildir, bu nedenle elektriksel performans için seçen bir tasarım, yanlış neden için seçmiştir.

Platin iridyum alaşımları için yayınlanmış özellik verileri, %10 iridyum sınıfı için 21.56 g/cm3 yoğunluk, %20 için 21.61 ve %30 için 21.69 ve %10 sınıfı için yaklaşık 1.800 °C erime noktası vermektedir.

Platin 90 iridyum 10 için yayınlanmış tedarikçi verileri, 130 ila 190 Brinell sertliği, 380 ila 620 MPa çekme mukavemeti, 21.56 g/cm3 yoğunluk ve yaklaşık 1.800 °C erime noktası vermektedir.

Platin iridyum sistemi için yayınlanmış referans verileri, saf platin için yaklaşık 56 Vickers sertliği, yaygın %90:10 ve %70:30 bileşimleri ve iridyum eklemesinin ürettiği sertlik artışını vermektedir.

İridyum için yayınlanmış malzeme verileri, 22.56 g/cm3 yoğunluk ve yaklaşık 2.446 °C erime noktası vererek, alaşım serisi boyunca yoğunluk eğiliminin temelini oluşturmaktadır.

İridyum ve iridyum içeren alaşımların yayınlanmış oksidasyon çalışmaları, 1.000 °C'de havada oksidasyondan kaynaklanan ağırlık kaybını rapor etmekte ve uçucu oksidi, iridyumun yüzeyden ayrılma mekanizması olarak tanımlamaktadır.

Platin, iridyum ve rodyumun 1.000 ila 1.750 °C aralığındaki buhar basıncı üzerine yayınlanmış veriler, yüksek sıcaklık kaybı ifadesinin temelini oluşturmaktadır.

ISO 5832 ve ASTM F75 aile belgeleri implant malzemeleri için, tıbbi bir elektrot malzemesinin nitelendirildiği genel çerçeve olarak, belirli bir platin iridyum sınıfının cihaz üreticisi tarafından ilgili standarda göre nitelendirildiğini not ederek.

EN 10204, denetim belgeleri, 3.1 sertifikasının gerçek test sonuçlarını içeren ve üretici bağımsız denetim temsilcisi tarafından onaylanmış bir belge olarak tanımı için.

Yukarıdaki bileşimler ve özellik değerleri, belirtilen sınıflar için yayınlanmış değerlerdir ve teslim edilen bir parti için kabul limitleri değildir. Sertlik ve çekme özellikleri, soğuk işleme miktarına ve tavlama işlemine bağlıdır, bu nedenle bir tav için belirtilen bir değer diğerini tanımlamaz. Yoğunluk, bileşimin bir özelliğidir ve burada seri boyunca eğilimi göstermek için kullanılır. Açıklanan oksidasyon davranışı, yüksek sıcaklıktaki havada geçerlidir ve oran, sıcaklığa, gaz akışına ve parçanın yüzey hacim oranına bağlıdır, bu nedenle sıcak bir uygulama tek bir sıcaklık limiti ile değil, test ile nitelendirilmelidir. Tıbbi kullanım için platin iridyum sınıfları, cihaz üreticisi tarafından ilgili standarda göre nitelendirilir ve alaşım tedariki tek başına bu nitelendirmeyi oluşturmaz. Ürün spesifikasyonları revize edilir ve satın alma siparişinde belirtilen baskı geçerlidir. Bu sayfadaki hiçbir şey, bir mühendislik sürümünün veya alıcı ve tedarikçi arasında anlaşılan nitelendirme testlerinin yerini tutmaz.