ทำความเข้าใจบทบาทของโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมในอุตสาหกรรม

อิเล็กโทรดโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมมีบทบาทสำคัญในเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ในอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล โครงตาข่ายที่ทำจากโลหะผสมแพลตตินัม 90% และอิริเดียม 10% สามารถต้านทานการกัดกร่อนจากกรดไฮโดรคลอริกและก๊าซคลอรีนที่อุณหภูมิ 80°C ด้วยการออกแบบพื้นที่เปิด 55.5% จึงรับประกันประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้า 96% ในสายการผลิตกรดไนตริก ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมสามารถแปลงสภาพปฏิกิริยาออกซิเดชันแอมโมเนียได้ 98% ที่อุณหภูมิ 900°C ธาตุอิริเดียมมีอายุการใช้งานที่ทนทานต่อการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นสามเท่าเมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม

ในเซลล์เชื้อเพลิง ตัวรองรับคาร์บอนจะบรรจุอนุภาคโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมขนาด 2-3 นาโนเมตร ปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนมีค่าสูงถึง 0.56 แอมแปร์ต่อมิลลิกรัมของแพลตตินัม ซึ่งสูงกว่าขั้วไฟฟ้าแพลตตินัมบริสุทธิ์ถึง 48% หัวเทียนยานยนต์ใช้ขั้วไฟฟ้าโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียม 20% แบบเชื่อมพร้อมปลายหัวเทียนนิกเกิล ทนต่อการสึกกร่อนจากอาร์กได้ดีกว่าแพลตตินัมบริสุทธิ์ถึง 30% รับประกันอายุการใช้งานยาวนานถึง 150,000 ไมล์

มูลค่าการผลิตทางการแพทย์และความแม่นยำของโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียม

เครื่องกระตุ้นสมองส่วนลึกใช้ลวดโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียม ขนาด 60 ไมโครเมตร (แพลตตินัม 95% และอิริเดียม 5%) ซึ่งไม่พบการกัดกร่อนในของเหลวในร่างกายมนุษย์นานถึง 20 ปี

อาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรดประกอบด้วยปลายโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมที่ผ่านการกัดด้วยไฟฟ้าเคมี หัววัดแพลตตินัม-อิริเดียม 10% ที่บางเพียง 200 นาโนเมตร รวบรวมสัญญาณประสาทตาด้วยความแม่นยำ 0.1 มิลลิโวลต์ การรีดโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมเกรดอุตสาหกรรมให้ความหนาถึง 12.7 ไมโครเมตร ฟอยล์แพลตตินัม-อิริเดียม 20% ช่วยให้เซ็นเซอร์วัดความเครียดมีความแม่นยำสูง ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน 1.3×10⁻⁶ ต่อเคลวิน ข้อผิดพลาดในการวัดจึงต่ำกว่า 0.01% ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิคงที่

เซ็นเซอร์กลูโคสใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเกลียวโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมที่มีการเคลือบรูพรุน ซึ่งช่วยลดความต้านทานการถ่ายโอนประจุลงเหลือ 15Ω·cm²

ความก้าวหน้าทางเทคนิคในการผลิตโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียม

เพื่อแก้ไขปัญหาต้นทุนอิริเดียมที่สูง การหลอมสูญญากาศความถี่สูงพร้อมการรีดร้อนและการบ่มช่วยลดการแยกตัวของอิริเดียมให้ต่ำกว่า 0.8% ในโลหะผสมอิริเดียมแพลตตินัม-25%

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Renishaw RenAM 500S Flex ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่พร้อมระบบก๊าซเฉื่อย ช่วยลดอัตราการสิ้นเปลืองผงโลหะ ≤0.5% ลดต้นทุนแผ่นไฟเบอร์กลาสรั่วลง 62% การเพิ่มอิตเทรียมออกไซด์ 0.05% โดยน้ำหนักลงในโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมที่เสริมความแข็งแรงแบบกระจายตัว ช่วยเพิ่มความแข็งแรงแรงดึงที่อุณหภูมิสูง (1200°C) เป็น 186 เมกะปาสกาล ซึ่งแข็งแกร่งกว่าโลหะผสมแบบดั้งเดิมถึง 4.7 เท่า

เทคโนโลยีการรีไซเคิลแบบใหม่ที่ใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก-โซเดียมคลอเรตสามารถดึงเอาแพลตตินัม 99.2% และอิริเดียม 98.7% จากอิเล็กโทรดที่ใช้แล้ว โลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมยังคงไม่สามารถทดแทนได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1800°C ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสอุณหภูมิสูงและระบบจุดระเบิดของเครื่องบิน งานวิจัยปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การลดการใช้งาน โครงสร้างนาโนช่วยลดปริมาณการโหลดแพลตตินัม-อิริเดียมในเซลล์เชื้อเพลิงเหลือ 0.1 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตร ในขณะที่ยังคงรักษาความหนาแน่นพลังงานไว้ที่ 0.8 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ความต้องการทางอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้นเป็นแรงผลักดันให้เกิดนวัตกรรมการผลิต คาดการณ์ว่าตลาดโลหะผสมแพลตตินัม-อิริเดียมทั่วโลกจะมีมูลค่าสูงถึง 1 แสนล้านดอลลาร์ภายในปี พ.ศ. 2568

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโลหะผสมแพลตตินัมอิริเดียม