الصفحة الرئيسية > المدونات > سبيكة البلاتين والإيريديوم: التعريف والقيمة الأساسية Jan 26,2026مراسل: DONGSHENG
سبيكة البلاتين-الإيريديوم هي نظام سبيكة ثنائية تتكون من اندماج البلاتين والإيريديوم. وهي ليست مجرد خليط معدني بسيط، بل مادة مصممة هندسيًا تكمن قيمتها في تحقيق خصائص فائقة من خلال تعديل تركيبها، خصائص تتجاوز خصائص أي معدن منفرد. تنبع أهمية سبائك البلاتين-الإيريديوم من خصائصها المُجتمعة: فهي ترث الخمول الكيميائي الفريد للبلاتين وقابليته للتشكيل، بينما تجمع بين صلابة الإيريديوم الاستثنائية ومقاومته للتآكل وثباته الحراري. تتميز هذه السبيكة بكثافة تتجاوز 21.5 غ/سم³، ونقطة انصهار تتراوح بين 1768 درجة مئوية للبلاتين و2446 درجة مئوية للإيريديوم، ومعامل تمدد حراري منخفض للغاية. مقاومتها للتآكل أسطورية؛ حتى أن سبائك البلاتين-الإيريديوم ذات المحتوى العالي من الإيريديوم قادرة على تحمل الماء الملكي المغلي. في التطبيقات التي تتطلب ثباتًا بُعديًا طويل الأمد وموثوقية مطلقة، غالبًا ما تكون سبائك البلاتين والإيريديوم الخيار الأمثل، وليست مجرد خيار فاخر. ويُعدّ استخدام سبيكة PtIr10 تاريخيًا في النموذج الأولي الدولي للكيلوغرام خير دليل على ثباتها الدائم.
تعتمد تطبيقات سبائك البلاتين والإيريديوم على خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ما يجعلها متغلغلة في العديد من القطاعات الصناعية المتطورة. ففي مجال الزرعات الطبية، تُعدّ هذه السبائك موادًا أساسية لأقطاب أجهزة تنظيم ضربات القلب، ومجسات التحفيز العصبي، وهياكل الدعامات الوعائية. ويُستخدم عادةً سبائك PtIr10 أو PtIr20، التي تتطلب في آنٍ واحدٍ التوافق مع معايير التوافق الحيوي، ومقاومة طويلة الأمد لتآكل سوائل الجسم، وموصلية كهربائية فائقة، وقوة ميكانيكية كافية لتحمّل الانحناء المتكرر. أما في صناعات الطيران والفضاء والصناعات التي تتطلب درجات حرارة عالية ، فتؤدي سبائك البلاتين والإيريديوم وظائف وقائية. وتُستخدم طلاءات أو مكونات صلبة من سبائك البلاتين والإيريديوم في الأجزاء الساخنة لمحركات التوربينات ، وفوهات محركات الصواريخ، وبواتق درجات الحرارة العالية المستخدمة في إنتاج الألياف الزجاجية. وتكمن قيمتها هنا في الحفاظ على شكلها وسلامة سطحها في بيئات مؤكسدة تتجاوز 1500 درجة مئوية، وهي قدرة لا تُضاهى في معظم المواد.
في مجال الكيمياء الكهربائية وأجهزة القياس الدقيقة، تُعدّ سبائك البلاتين والإيريديوم موادًا لا مثيل لها في صناعة الأقطاب الكهربائية. سواءً استُخدمت كأقطاب موجبة لتحليل المواد المسببة للتآكل (كما في صناعة الكلور القلوي ) أو كأقطاب كهربائية دقيقة لأبحاث الفيزيولوجيا الكهربائية للقلب، فإن هذه السبائك توفر مقاومة منخفضة، وقدرة عالية على حقن الشحنة، وأسطحًا غير متفاعلة. في علم القياس، وعلى الرغم من تحديث تعريف الكيلوغرام، لا تزال النماذج الأولية التاريخية لسبائك PtIr10 ومعاييرها المشتقة تُستخدم كمعايير نقل فيزيائية في مختبرات المعايرة عالية الدقة نظرًا لثبات كتلتها وعدم انحرافها. أما في صناعة المجوهرات، فيُفضّل استخدام سبائك البلاتين والإيريديوم ذات المحتوى المنخفض من الإيريديوم، مثل PtIr5. يُحسّن هذا بشكل ملحوظ صلابة البلاتين النقي، مما يُتيح تثبيتًا أكثر أمانًا للألماس ومقاومة أكبر للخدش على أسطح المجوهرات، مع الحفاظ على بريق أبيض ناصع.
يتحدد سعر سبائك البلاتين والإيريديوم بتكلفة المعادن النفيسة، وتعقيد عملية التصنيع، والعرض والطلب في السوق، مما ينتج عنه نطاق سعري واسع. ترتبط تكلفة المواد الأساسية ارتباطًا مباشرًا بأسعار البلاتين والإيريديوم العالمية الفورية، مع تقلبات سعرية حادة للإيريديوم، حيث وصل سعره تاريخيًا إلى عدة أضعاف سعر البلاتين. ونتيجة لذلك، ترتفع أسعار سبائك البلاتين والإيريديوم بشكل غير خطي مع زيادة نسبة الإيريديوم. على سبيل المثال، قد يكلف سلك سبيكة PtIr10 الشائعة (90% بلاتين، 10% إيريديوم) ما بين 50% إلى 100% أكثر من سلك البلاتين النقي. أما بالنسبة لسبائك PtIr30 المستخدمة في بيئات شديدة التآكل، فقد يصل سعرها إلى عدة أضعاف سعر البلاتين النقي. بالإضافة إلى التركيب، يؤثر شكل المنتج بشكل كبير على تسعير سبائك البلاتين والإيريديوم. تتميز الأسلاك فائقة الدقة التي يقل قطرها عن 0.05 مم، وأسلاك الأقطاب الكهربائية المسحوبة والمصقولة بدقة، أو مكونات الأجهزة الطبية ذات الأشكال المعقدة، بقيمة معالجة أعلى بكثير من السبائك أو الصفائح البسيطة.
استنادًا إلى اتجاهات الأسعار لدى موردي المواد العالميين مثل Goodfellow وAmerican Elements، يتراوح سعر سلك سبيكة PtIr10 الصناعية (قطر 0.25 مم) عادةً بين 80 و120 دولارًا أمريكيًا للغرام، وذلك حسب حجم الشراء والمواصفات. أما بالنسبة لأسلاك أو قضبان PtIr30 ذات المحتوى العالي من الإيريديوم، فقد يتجاوز السعر بسهولة 200 دولار أمريكي للغرام. وبالنسبة للمكونات الطبية أو الفضائية المصممة حسب الطلب، يجب أن يراعي تسعير سبيكة البلاتين والإيريديوم أيضًا شهادات الجودة الصارمة وعمليات التصنيع المتخصصة، مما قد يرفع التكاليف النهائية إلى مئات الدولارات للغرام. لذلك، يجب أن تحدد المناقشات المتعلقة بتسعير سبيكة البلاتين والإيريديوم بوضوح التركيب والشكل والتفاوتات ومستويات الشهادات.
يمثل إنتاج سبائك البلاتين والإيريديوم تحديات معدنية كبيرة. نظرًا لارتفاع درجة انصهار كل من المعدنين، وقابلية الإيريديوم للأكسدة عند درجات الحرارة المرتفعة، يجب أن يتم الصهر تحت فراغ أو في جو خامل (مثل الأرجون)، باستخدام تقنيات الصهر الحثي أو الصهر بالقوس الكهربائي. يُعد ضمان تجانس التركيب الخطوة الأولى الحاسمة، حيث يؤدي الانفصال إلى فشل المنتج. يجب أن تتم عمليات التشكيل الساخن اللاحقة (التشكيل على الساخن، والدرفلة على الساخن) عند درجة حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية لفتح بنية الصب. تتطلب عمليات التشكيل على البارد، مثل سحب الأسلاك أو الدرفلة، حذرًا شديدًا ومعالجة حرارية وسيطة، حيث تتصلب السبيكة بسرعة أثناء التشكيل، وتكون تركيبات الإيريديوم العالية عرضة للتشقق. أخيرًا، غالبًا ما تتطلب المكونات الدقيقة استخدام التفريغ الكهربائي أو القطع بأدوات الماس. عالميًا، لا يستطيع سوى عدد محدود من المصنّعين توفير سبائك البلاتين والإيريديوم عالية الجودة بشكل موثوق. تُعدّ شركتا جونسون ماثي في المملكة المتحدة وهيرايوس في ألمانيا من الشركات الرائدة في مجال التكنولوجيا منذ زمن طويل، لا سيما في المواد الطبية ومواد القياس. كما تُقدّم شركات المعادن المتخصصة، مثل شركة ATI Metals في الولايات المتحدة، منتجات سبائك البلاتين والإيريديوم المستخدمة في صناعة الطيران. أما بالنسبة للبحث والتطوير وشراء الكميات الصغيرة، فيُمكن الاعتماد على موزعين متخصصين مثل شركة Goodfellow كمصادر موثوقة.
تُشكل إعادة تدوير سبائك البلاتين والإيريديوم صناعةً ذات قيمة عالية، مدفوعةً بتكاليف المواد الخام ومتانة المادة نفسها. ويُعدّ استخلاص هذه السبائك من الغرسات الطبية المُهملة، والأقطاب الكهربائية الصناعية التالفة، وخردة المجوهرات، أو مكونات الطائرات المُخرجة من الخدمة، ذا جدوى اقتصادية كبيرة. وتعتمد قيمة سبائك البلاتين والإيريديوم المُعاد تدويرها على محتواها من الإيريديوم ومستويات التلوث فيها. ويحتفظ سلك قطب منظم ضربات القلب PtIr10 المُستعمل بقيمة معدنية تُقارب قيمة المادة الجديدة، نظرًا لأن سبائك البلاتين والإيريديوم تُعاني من فقدان ضئيل للتآكل أثناء استخدامها داخل الجسم. وتتضمن عملية إعادة التدوير عادةً الفصل الميكانيكي، والصهر بدرجة حرارة عالية، والتكرير الهيدروميتالورجي (مثل عمليات الذوبان والترسيب) لفصل البلاتين والإيريديوم وتنقيتهما إلى درجة مناسبة لإعادة تشكيل السبائك. وتُشغّل هذه المرافق شركات تكرير المعادن الثمينة المتخصصة ، مثل شركة Umicore البلجيكية أو شركة DONGSHENG metal في هونغ كونغ . بالنسبة للمؤسسات التي تحتفظ بخردة البلاتين والإيريديوم، لا يساهم إعادة التدوير في تعويض تكلفة شراء مواد جديدة فحسب، بل يتماشى أيضاً مع متطلبات استدامة الموارد. لذا، يُعدّ تخطيط مسار إعادة تدوير مكونات سبائك البلاتين والإيريديوم في نهاية عمرها الافتراضي خلال مرحلة التصميم الأولي للمشروع أمراً بالغ الأهمية، لأنه يؤثر بشكل مباشر على إجمالي تكاليف دورة الحياة.
استكشف خردة المعادن الثمينة الصناعية ذات القيمة العالية لإعادة التدوير عبر الرابط أدناه
لغة
