Драгоценные металлы и их сплавы

Драгоценные металлы и их сплавы.

К драгоценным благородным металлам относят золото, серебро, платину и металлы платиновой группы палладий, рутений, иридий и осмий. Эти металлы благодаря их устойчивости к окислению и воздействию на них химических соединений в науке называют благородными.

Они редко встречаются в природе, для их получения необходимо затратить много труда. Высокая стоимость добычи благородных металлов делает их дорогостоящими, поэтому в промышленности и торговле их называют драгоценными. Драгоценные металлы имеют плотную кристаллическую решётку, обладают красивым внешним видом, хорошим блеском, необходимой прочностью, высокой плотностью и устойчивостью к воздействию химических веществ и атмосферным влияниям, а также тягучестью, пластичностью и сплавляемостью с другими металлами.

Всё это значительно усиливает эстетические свойства ювелирных товаров, делает их красивыми и привлекает внимание покупателей. Но эти металлы имеют не высокую твёрдость. Поэтому в чистом виде их используют только для различных электрохимических защитно-декоративных покрытий ювелирных изделий из других металлов золочение, серебрение и для механического декоративного покрытия рам картин, надписей и др. Химически чистое золото в виде тонких листочков толщиной 1-3мкм называют сусальным.

Для изготовления ювелирных товаров применяют сплавы драгоценных металлов с другими металлами, чаще всего цветными. Такие сплавы называют лигатурами, а металлы, входящие в сплав лигатурными. Эти металлы повышают некоторые свойства сплавов драгоценных металлов. Так, медь и платина повышают твёрдость сплава золота, а серебро понижает температуру его плавления. Лигатуры отличаются от химически чистых драгоценных металлов прочностью, твёрдостью, определённым необходимым оттенком.

Наличие драгоценного металла в сплаве в определённых весовых единицах называется пробой. Чем выше проба, тем больше количество чистого драгоценного металла в сплаве. Основными видами проб являются золотниковая, метрическая и каратная. Золотниковая проба существовала в царской России и до 1927г. в Советском Союзе. Она выражалась числом золотников драгоценного металла в фунте сплава фунт равен 96 золотникам, или 409,5г, а золотник 4,266г. Сплав золота 56-й золотниковой пробы самой распространённой в царской России содержал 56 золотников химически чистого золота и 40 золотников других лигатурных металлов.

Пробирование установление пробы было введено на Руси в XVII в. Величина проб непостоянна. Так, в России в 1711г. пробы на серебряные изделия были повышены с 62-й до 72-й, потому что низкопробное серебро темнеет и зеленеет. В 1840г. были введены 56-я и 94-я пробы золотых сплавов. В 1922г. в Советском Союзе была установлена метрическая проба, но практически она была введена только в 1927г. Метрическая проба характеризует наличие драгоценных металлов в 1000 весовых единицах сплава и обозначается трёхзначными числами.

Так, если золото имеет 585-ю метрическую пробу, то это означает, что в сплаве массой 1000г имеется 585г химически чистого золота, а остальные 415г составляют лигатурные металлы. Каратная проба это наличие драгоценного металла в лигатуре из 24 частей. Так, если сплав золота обозначён К-14, то это означает, 14 из 24 частей химически чистого золота, а остальные 10 частей лигатурные металлы.

Золото и золотые сплавы. Золото Au это кристаллическое вещество сингония кубическая красивого ярко-жёлтого цвета с сильнометаллическим блеском. Название, по-видимому, происходит от корня Сол и связано с обозначением Солнца. Атомный вес 196,967. Валентность I и III основная одновалентные ионы образуют более устойчивые соединения Au2O AuCI , чем трёхвалентные Au2O3 AuCI3 , последние легче образуют растворимые компоненты.

Плотность 19,3г см3 марка 3л 999,91 . Температура плавления 1 0630 С. Твёрдость по Бринеллю 20 кгс мм2 , по шкале Мооса 2,5. Высокая пластичность золота позволяет из 1г получить пластину в 27м2 , или 3 км проволоки. Предел упругости 46 кгс см2 .Золото имеет значительную механическую прочность проволока сечением 1мм2 разрывается лишь при нагрузке 27кг. Оно обладает высокой теплопроводностью и как большинство металлических веществ большой электропроводностью. Золото очень стойкий металл с кислородом воздуха не соединяется в воде и на воздухе не теряет металлического блеска щёлочи и кислоты, соли и сероводород на него не действуют.

Но оно растворяется в царской водке смесь одной части концентрированной азотной кислоты и трёх частей концентрированной соляной кислоты. Это объясняется тем, что при смешивании азотной и соляной кислот между ними происходит реакция с выделением свободного хлора, переводящего драгоценные металлы в растворимое хлористое соединение.

При растворении золота в царской водке оно превращается в золотохлористоводородную кислоту H AuCI4 . Растворяется золото и в цианистом калии, хлористой и бромной воде. Золото легко соединяется с ртутью, образуя сплавы тёмно-серого цвета, называемые амальгамой. Эти свойства золота используют для извлечения его из некоторых руд золото-серебряных, золото-медных и др Такие процессы называют амальгамированием, хлорированием, ционированием. На специальных предприятиях его очищают от различных примесей и получают высокопробное золото.

Этот процесс очистки золота называют аффинажем. В природе также встречаются самородки золота в виде кусков, пластин и др. В царской России золото впервые было найдено в 1745г. крестьянином Ерофеем Марковым в 12 километрах от Екатеринбурга. Этот район стал называться Березовским месторождением по наименованию первого золотодобывающего в России Березовского рудника на месте находки золота. На Урале известно Кочкарское и другие месторождения.

Ювелирная промышленность выпускает изделия, изготовленные из тройного сплава, который состоит из золота, серебра и меди. Такой сплав отличается сравнительной прочностью и имеет красивый жёлтый цвет, хорошо прокатывается и легко подвергается чеканке. Реже применяется двойной сплав золота и серебра. В зависимости от содержания других металлов золото может иметь различные цвета. Для каждого вида ювелирных изделий, как правило, подбирается свой цвет золота. Так, для изготовления украшений с алмазами бриллиантовой огранки требуется белое золото. Серебро и серебряные сплавы.

Серебро Ag металл красивого белого цвета с кубической кристаллической решёткой. Атомный вес 107,88. Валентность I и II. Серебро легче золота, имеет плотность 10,5г см3 марка 999,9 . Твёрдость по Бринеллю небольшая 25кгс мм2 , по шкале Мооса 2,7. Температура плавления 960,50С, температура кипения 2 2100С марка Ср 999,9 . Серебро имеет хорошую электро- и теплопроводимость. Это ковкий и пластичный металл.

Из него можно прокатать лист толщиной до 0,00 025мм, а из 1г серебра вытягивается проволока длинной 1800м. Серебро хорошо полируется и обладает самой высокой отражательной способностью среди благородных и иных металлов отражает 94 падающих на него лучей. Оно не окисляется в обычных условиях на воздухе и во влажной среде, устойчиво к щелочам и некоторым кислотам, но растворяется в крепкой азотной и подогретой серной кислотах, а также в слабом растворе цианистого калия. Некоторое потемнение серебра объясняется соединением с его сероводородом, входящим в состав воздуха.

В природе серебро встречается в самородках, иногда в виде природного сплава с золотом электра. Однако чаще всего серебро входит в состав свинцово-цинковых и медных руд. Из всех драгоценных металлов серебро самый дешёвый. Свыше 300 лет назад в 1678г. было впервые получено российское серебро в Забайкалье Нерченский рудник из серебросвинцовых руд. Кроме того, серебро стали добывать на Алтае на Колывано-Врскресенских заводах с 1729г. и в других местах.

Наша страна славится ювелирными изделиями из серебра. Они отличаются национальным колоритом, восхищают тонкостью исполнения и изяществом. Изготовленные методом филиграни, зернения, чеканки, чернения и гладкой полировки эти изделия стали неповторимыми. Для создания высокохудожественных изделий применяют сплавы серебра следующих основных марок СрМ 916 91,6 серебра и 8,4 меди и СрМ 875 87,5 серебра и 12,5 меди. Платина и платиновые сплавы.

По твёрдости, прочности и жаростойкости платина превосходит все драгоценные металлы. Это химически очень стойкий металл не окисляется даже при высоких температурах, не растворяется ни в минеральных, ни в органических кислотах щёлочи на платину не действуют. Растворяется она только в нагретой царской водке. Платина хорошо полируется, обладает большой отражательной способностью. Металлы платиновой группы палладий, родий и иридий добываются вместе с платиной и имеют близкие к ней свойства.

Платину в небольших количествах и металлы платиновой группы применяют в производстве ювелирных изделий и часов. 2.1.2. Ювелирные камни. 2.1.2.1.