La aleación de platino-iridio es un sistema binario formado por la fusión de platino e iridio. No se trata de una simple mezcla metálica, sino de un material de ingeniería cuyo valor reside en lograr propiedades extremas mediante el ajuste de la composición, propiedades que superan las de cualquier metal por sí solo. La irreemplazabilidad de las aleaciones de platino-iridio se debe a sus características combinadas: heredan la inercia química y la trabajabilidad incomparables del platino, a la vez que incorporan la excepcional dureza, resistencia al desgaste y estabilidad térmica del iridio. Esta aleación presenta una densidad superior a 21,5 g/cm³, un punto de fusión entre los 1768 °C del platino y los 2446 °C del iridio, y un coeficiente de expansión térmica excepcionalmente bajo. Su resistencia a la corrosión es legendaria; las aleaciones de platino-iridio con alto contenido de iridio pueden incluso resistir agua regia hirviendo. En aplicaciones que exigen estabilidad dimensional a largo plazo y fiabilidad absoluta, las aleaciones de platino-iridio suelen ser la única opción viable, no solo una opción de lujo. El uso histórico de la aleación PtIr10 para el prototipo internacional de kilogramo constituye el máximo respaldo de su estabilidad eterna.
Las aplicaciones de las aleaciones de platino-iridio se basan en sus propiedades fisicoquímicas y se extienden a múltiples sectores industriales de vanguardia. En implantes médicos, estas aleaciones son materiales esenciales para electrodos de marcapasos, sondas de estimulación neural y estructuras de stents vasculares. En estos casos, se suelen emplear aleaciones de PtIr10 o PtIr20, que requieren el cumplimiento simultáneo de las normas de biocompatibilidad, resistencia a largo plazo a la corrosión por fluidos corporales, conductividad eléctrica superior y suficiente resistencia mecánica para soportar flexiones repetidas. En las industrias aeroespacial y de alta temperatura, las aleaciones de platino-iridio cumplen funciones de protección. Los recubrimientos o componentes sólidos de aleaciones de platino-iridio se emplean en piezas de extremo caliente de motores de turbinas, toberas de motores de cohetes y crisoles de alta temperatura para la producción de fibra de vidrio. En estos casos, su valor reside en mantener la forma y la integridad superficial en entornos oxidantes superiores a 1500 °C, una capacidad inigualable por la mayoría de los materiales.
En electroquímica e instrumentación de precisión, las aleaciones de platino-iridio son inigualables como materiales de electrodos. Ya sea que sirvan como ánodos para la electrolización de medios corrosivos (p. ej., en la industria cloroalcalina) o como microelectrodos para la investigación de electrofisiología cardíaca, estas aleaciones ofrecen baja impedancia, alta capacidad de inyección de carga y superficies no reactivas. En metrología, a pesar de la definición actualizada del kilogramo, los prototipos históricos de PtIr10 y sus patrones derivados siguen siendo patrones de transferencia física en los laboratorios de calibración de máxima precisión debido a su estabilidad de masa sin deriva. La industria de la joyería favorece las aleaciones de platino-iridio con bajo contenido de iridio, como PtIr5. Esto mejora significativamente la dureza del platino puro, lo que permite engastes de garras más seguros para diamantes y una mayor resistencia al rayado en las superficies de la joyería, a la vez que mantiene un lustre blanco brillante.
El precio de las aleaciones de platino-iridio está determinado por el costo de los metales preciosos, la complejidad de la fabricación y la oferta y la demanda del mercado, lo que resulta en una amplia gama de precios. El costo de los materiales base está directamente vinculado a los precios spot globales del platino y el iridio, siendo el iridio el que presenta fluctuaciones de precio particularmente volátiles, alcanzando históricamente varias veces el precio del platino. En consecuencia, los precios de las aleaciones de platino-iridio aumentan de forma no lineal con el contenido de iridio. Por ejemplo, el alambre común de aleación PtIr10 (90 % platino, 10 % iridio) puede costar entre un 50 % y un 100 % más que el alambre de platino puro. Para las aleaciones PtIr30 utilizadas en entornos extremadamente resistentes al desgaste, el precio puede ser varias veces superior al del platino puro. Más allá de la composición, la forma del producto impacta significativamente el precio de las aleaciones de platino-iridio. Los alambres ultrafinos de menos de 0,05 mm de diámetro, los alambres de electrodos trefilados y pulidos con precisión, o los componentes de dispositivos médicos con formas complejas tienen un valor de procesamiento sustancialmente mayor que los lingotes o las láminas simples.
Según las tendencias de precios de proveedores internacionales de materiales como Goodfellow o American Elements, el alambre de aleación PtIr10 de grado industrial (0,25 mm de diámetro) suele oscilar entre 80 y 120 dólares por gramo, según el volumen de compra y las especificaciones. Para el alambre o las barras de PtIr30 con alto contenido de iridio, el precio puede superar fácilmente los 200 dólares por gramo. Para componentes personalizados de grado médico o aeroespacial, el precio de las aleaciones de platino-iridio también debe tener en cuenta rigurosas certificaciones de calidad y un procesamiento especializado, lo que podría elevar el coste final a cientos de dólares por gramo. Por lo tanto, las negociaciones sobre el precio de las aleaciones de platino-iridio deben definir explícitamente la composición, la forma, las tolerancias y los niveles de certificación.
La producción de aleaciones de platino-iridio presenta importantes desafíos metalúrgicos. Debido a los altísimos puntos de fusión de ambos metales y a la susceptibilidad del iridio a la oxidación a temperaturas elevadas, la fusión debe realizarse al vacío o en atmósferas inertes (como el argón), generalmente empleando técnicas de fusión por inducción o por arco. Garantizar una composición uniforme es el primer paso crucial, ya que la segregación provoca fallos en el producto. El posterior trabajo en caliente (forja y laminación en caliente) debe realizarse a temperaturas superiores a 1200 °C para abrir la estructura en bruto. Los procesos de trabajo en frío, como el trefilado o el laminado, requieren extrema precaución y un recocido intermedio, ya que la aleación se endurece rápidamente durante el conformado y las formulaciones con alto contenido de iridio son propensas al agrietamiento. Por último, los componentes de precisión a menudo requieren electroerosión (EDM) o corte con herramientas de diamante. A nivel mundial, solo un número limitado de fabricantes puede suministrar de forma fiable aleaciones de platino-iridio de alta calidad. Johnson Matthey en el Reino Unido y Heraeus en Alemania son líderes tecnológicos con una larga trayectoria, especialmente en materiales de grado médico y metrológico. Empresas de metales especiales como ATI Metals en EE. UU. también ofrecen productos de aleación de platino-iridio de grado aeroespacial. Para I+D y la adquisición de lotes pequeños, distribuidores especializados como Goodfellow son fuentes confiables.
El reciclaje de aleaciones de platino-iridio constituye una industria de alto valor impulsada por los costos de la materia prima y la durabilidad inherente del propio material. Recuperar estas aleaciones de implantes médicos desechados, electrodos industriales defectuosos, restos de joyería o componentes aeroespaciales fuera de servicio resulta muy ventajoso económicamente. El valor de las aleaciones de platino-iridio recicladas depende de su contenido de iridio y los niveles de contaminación. Un cable de electrodo de marcapasos PtIr10 usado conserva casi el mismo valor metálico que el material nuevo, ya que las aleaciones de platino-iridio sufren una pérdida mínima por corrosión durante el uso en el cuerpo. El proceso de reciclaje generalmente implica separación mecánica, fundición a alta temperatura y refinación hidrometalúrgica (como procesos de disolución-precipitación) para separar y purificar el platino y el iridio a un grado adecuado para la realineación. Refinadores especializados en metales preciosos, como Umicore de Bélgica o DONGSHENG metal de Hong Kong , operan estas instalaciones de reciclaje. Para las instituciones que poseen chatarra de platino-iridio, el reciclaje no solo compensa parcialmente el costo de adquisición de nuevos materiales, sino que también se ajusta a los requisitos de sostenibilidad de los recursos. Por lo tanto, es fundamental planificar el proceso de reciclaje al final de la vida útil de los componentes de aleación de platino-iridio durante el diseño inicial del proyecto, ya que impacta directamente en los costos totales del ciclo de vida.
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