A liga de platina-irídio é um sistema de liga binária formado pela fusão de platina e irídio. Não se trata de uma simples mistura metálica, mas de um material projectado cujo valor reside na obtenção de propriedades extremas através do ajuste da composição — propriedades que superam as de qualquer metal isolado. A insubstituibilidade das ligas de platina-irídio deriva das suas características combinadas: herdam a inércia química e a trabalhabilidade incomparáveis da platina, ao mesmo tempo que incorporam a dureza, a resistência ao desgaste e a estabilidade térmica excecionais do irídio. Esta liga apresenta uma densidade superior a 21,5 g/cm³, um ponto de fusão entre os 1768 °C da platina e os 2446 °C do irídio, e um coeficiente de dilatação térmica excecionalmente baixo. A sua resistência à corrosão é lendária; as ligas de platina-irídio com um elevado teor de irídio podem mesmo suportar água régia a ferver. Em aplicações que exigem estabilidade dimensional a longo prazo e fiabilidade absoluta, as ligas de platina-irídio são frequentemente a única opção viável, e não apenas uma característica de luxo. A utilização histórica da liga PtIr10 no protótipo internacional do quilograma é a prova definitiva da sua estabilidade eterna.
As aplicações das ligas de platina-irídio baseiam-se nas suas propriedades físico-químicas, permeando múltiplos sectores industriais de ponta. Nos implantes médicos, estas ligas servem como materiais críticos para elétrodos de pacemakers, sondas de estimulação neural e estruturas de stents vasculares. Nestes casos, as ligas PtIr10 ou PtIr20 são tipicamente empregues, exigindo simultaneamente o cumprimento de normas de biocompatibilidade, resistência a longo prazo à corrosão por fluidos corporais, condutividade elétrica superior e resistência mecânica suficiente para suportar flexões repetidas. Nas indústrias aeroespacial e de alta temperatura , as ligas de platina-irídio desempenham funções protetoras. Os revestimentos ou componentes sólidos de liga de platina-irídio são empregados em peças da extremidade quente de motores de turbina , bocais de motores de foguete e cadinhos de alta temperatura para a produção de fibra de vidro. Nestes casos, o seu valor reside na manutenção da forma e da integridade da superfície em ambientes oxidantes acima dos 1500 °C — uma capacidade incomparável à da maioria dos materiais.
Em eletroquímica e instrumentação de precisão, as ligas de platina-irídio são incomparáveis como materiais de elétrodo. Quer sejam utilizadas como ânodos para a electrólise de meios corrosivos (por exemplo, na indústria cloro-álcali ) ou como microeléctrodos para investigação em electrofisiologia cardíaca, estas ligas oferecem baixa impedância, elevada capacidade de injecção de carga e superfícies não reactivas. Em metrologia, apesar da definição atualizada do quilograma, os protótipos históricos de PtIr10 e os seus padrões derivados permanecem como padrões de transferência física em laboratórios de calibração de alta precisão devido à sua estabilidade de massa livre de deriva. A indústria joalheira prefere ligas de platina-irídio com baixo teor de irídio, como o PtIr5. Isto aumenta significativamente a dureza da platina pura, permitindo cravações mais seguras para os diamantes e uma maior resistência aos riscos nas superfícies das joias, mantendo um brilho branco intenso.
O preço das ligas de platina-irídio é determinado pelo custo dos metais preciosos, pela complexidade de fabrico e pela oferta e procura do mercado, resultando numa grande variação de preços. O custo das matérias-primas está diretamente ligado aos preços spot globais da platina e do irídio, sendo que o irídio apresenta flutuações de preço particularmente voláteis — historicamente, chegando a atingir preços várias vezes superiores aos da platina. Consequentemente, os preços das ligas de platina-irídio aumentam de forma não linear com o teor de irídio. Por exemplo, o fio de liga PtIr10 comum (90% platina, 10% irídio) pode custar mais 50% a 100% do que o fio de platina pura. Para as ligas PtIr30 utilizadas em ambientes de extrema resistência ao desgaste, o preço pode ser várias vezes superior ao da platina pura. Para além da composição, o formato do produto impacta significativamente o preço das ligas de platina-irídio. Os fios ultrafinos com menos de 0,05 mm de diâmetro, os fios de elétrodos trefilados e polidos com precisão ou os componentes de dispositivos médicos com formatos complexos têm um valor de processamento substancialmente mais elevado do que os lingotes ou as chapas simples.
Com base nas tendências de preços dos fornecedores internacionais de materiais, como a Goodfellow ou a American Elements, o fio de liga PtIr10 de grau industrial (0,25 mm de diâmetro) varia normalmente entre 80 e 120 dólares por grama, dependendo do volume de compra e das especificações. Para fios ou barras de PtIr30 com alto teor de irídio, o preço pode facilmente ultrapassar os 200 dólares por grama. Para componentes personalizados de grau médico ou aeroespacial, o preço da liga de platina-irídio também deve ter em conta as rigorosas certificações de qualidade e o processamento especializado, o que pode elevar os custos finais para centenas de dólares por grama. Por conseguinte, as discussões sobre o preço da liga de platina-irídio devem definir explicitamente a composição, a forma, as tolerâncias e os níveis de certificação.
A produção de ligas de platina-irídio apresenta desafios metalúrgicos significativos. Devido aos pontos de fusão extremamente elevados de ambos os metais e à suscetibilidade do irídio à oxidação a altas temperaturas, a fusão deve ocorrer sob vácuo ou atmosferas inertes (como o árgon), geralmente empregando técnicas de fusão por indução ou fusão por arco voltaico. Garantir uma composição uniforme é o primeiro passo crítico, uma vez que a segregação leva diretamente à falha do produto. O trabalho a quente subsequente (forjamento a quente, laminagem a quente) deve ocorrer acima dos 1200 °C para abrir a estrutura de fundição. Os processos de trabalho a frio, como a trefilação ou a laminação, requerem extrema precaução e recozimento intermédio, uma vez que a liga endurece rapidamente durante a conformação e as formulações com alto teor de irídio são propensas a fissuras. Finalmente, os componentes de precisão necessitam frequentemente de maquinação por eletroerosão (EDM) ou corte com ferramenta diamantada. Globalmente, apenas um número limitado de fabricantes pode fornecer ligas de platina-irídio de alta qualidade de forma fiável. A Johnson Matthey, no Reino Unido, e a Heraeus, na Alemanha, são líderes tecnológicos de longa data, particularmente em materiais de grau médico e metrológico. Empresas especializadas em metais, como a ATI Metals nos EUA, também oferecem produtos de liga de platina-irídio de grau aeroespacial. Para a investigação e desenvolvimento e aquisição de pequenos lotes, os distribuidores especializados como a Goodfellow são fontes fiáveis.
A reciclagem de ligas de platina-irídio constitui uma indústria de elevado valor acrescentado, impulsionada pelos custos da matéria-prima e pela durabilidade inerente do próprio material. A recuperação destas ligas a partir de implantes médicos descartados, elétrodos industriais defeituosos, sucata de joias ou componentes aeroespaciais desativados demonstra ser altamente vantajosa a nível económico. O valor das ligas de platina-irídio recicladas depende do seu teor em irídio e dos níveis de contaminação. Um fio de elétrodo de pacemaker PtIr10 usado retém praticamente o mesmo valor metálico que o material novo, dado que as ligas de platina-irídio sofrem perdas mínimas por corrosão durante a utilização no corpo. O processo de reciclagem envolve normalmente a separação mecânica, a fusão a alta temperatura e a refinação hidrometalúrgica (como os processos de dissolução-precipitação) para separar e purificar a platina e o irídio até um grau adequado para a religação. Refinarias especializadas em metais preciosos , como a Umicore, da Bélgica, ou a DONGSHENG metal , de Hong Kong , operam estas instalações de reciclagem. Para as instituições que detêm sucata de platina-irídio, a reciclagem não só compensa parcialmente o custo de aquisição de novos materiais, como também está alinhada com os requisitos de sustentabilidade dos recursos. Assim sendo, o planeamento do processo de reciclagem no final da vida útil dos componentes de liga de platina-irídio durante a fase inicial de projeto é essencial, uma vez que impacta diretamente os custos totais do ciclo de vida.
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