Илья Мельников - Художественная обработка металла. Драгоценные металлы. Сплавы и добыча
Платина
Платина – серовато-белый блестящий ковкий металл. Встречается в природе в самородном состоянии, но с примесью иридия, палладия, осмия, родия и рутения.
Платина является одним из наиболее редких элементов земной коры.
Температура плавления 1769,5°C, температура кипения 3910°C.
На воздухе платина не изменяется даже при самом высоком нагреве. Отдельные кислоты на платину не действуют. С трудом растворяется она в кипящей "царской водке" – смеси пяти частей соляной кислоты и трех частей азотной.
Обнаружена платина была в россыпных месторождениях золота на Урале в начале 19 века, а через некоторое время на восточном склоне уральских гор был заложен первый в России платиновый прииск.
Добывают платину промывкой песка, где найден был драгоценный металл, а также при электролизе золота. Дальнейшее разделение металлов платиновой группы и очистку производят на очистительных заводах.
Учеными России разработан новый способ очистки платины, который положил начало порошковой металлургии.
В ювелирном деле применяется издавна. Из нее изготовляют оправы для бриллиантов, браслеты, серьги и др.
Используется платина для производства приборов и химической посуды. Для отделки художественных изделий под цвет платины применяется хлористая платина.
Латунные изделия натирают хлористой платиной и они приобретают цвет и блеск, напоминающий сталь. Это покрытие очень прочно. Хлористая платина, растертая на скипидарном масле, применяется для платинирования стекла и фарфора – после обжига изделий образуется металлический платиновый слой, красивый и прочный. Металлические художественные изделия можно покрывать платиной гальваническим способом.
Платина легко поддается прокатке, штамповке, волочению.
В расплавленном виде платина и некоторые другие металлы платиновой группы – родий и рутений – обладают способностью поглощать в большом количестве водород, в результате чего на их поверхности образуются трещины, они становятся хрупкими.
Палладий
Палладий – один из легких металлов платиновой группы, серовато-белого цвета, мягкий и ковкий. Он темнее серебра и светлее платины. Температура плавления 1554°С. Открыт в начале 19 века.
По физическим и химическим свойствам палладий очень близок к платине, растворим в азотной кислоте и "царской водке".
Сероводород воздуха на него не действует, он не темнеет, как серебро, и поэтому применяется для шкал астрономических приборов.
От платины палладий легко отличить действием спиртового раствора йода. На платину йод не действует, а на палладии оставляет черный налет.
Палладий является пластичным и мягким металлом.
Он легко прокатывается в тонкие листы и протягивается в тонкую проволоку.
В природе встречается в большинстве платиновых руд и очень небольшом проценте в виде сплавов с другими металлами платиновой группы, очень редко встречается в почти чистом состоянии.
Применяется в ювелирном деле для изготовления ювелирных украшений. Его сплав с серебром и добавками никеля идет на изготовление колец, браслетов и т.п.
Кроме того, палладий используют в сплаве с золотом. В этом случае его добавка так же, как и добавка платины, обесцвечивает золотой сплав и образуется так называемое "белое золото".
Иногда палладий добавляют в сплавы платины для придания большей прочности и твердости.
Палладий в чистом виде идет на изготовление реторт для перегонки плавиковой кислоты, сосудов для изготовления изотопов.
Рутений
Рутений – металл платиновой группы. По внешнему виду очень похож на платину, но отличается от нее хрупкостью и твердостью.
Открыт в середине 19 века при исследовании уральской платиновой руды.
Его название происходит от рутения что значит Россия. Встречается обычно как примесь к иридию и осмию.
Температура плавления 2450°С.
Применяется в химической промышленности, в точном приборостроении.
Родий
Родий – легкий металл платиновой группы. По цвету и блеску напоминает алюминий. Свое название получил от красного цвета своих солей. Температура плавления 1966°С.
Твердый и хрупкий металл. Некоторую пластичность приобретает при накаливании. Кислоты и их смеси на родий не действуют. Также на него не действуют сера, кислород, фтор, фосфор.
В природе родий встречается вместе с платиной и другими платиновыми металлами.
Применяется для гальванических покрытий серебряных и золотых изделий, а также для производства химической посуды. В некоторых случаях применяют в ювелирном деле для гальванопокрытия ювелирных изделий. Достаточным считают слой в 0,1 мм.
Иридий
Иридий – металл по внешнему виду и цвету напоминающий олово, но отличающийся от него высокой твердостью и хрупкостью. Относится к металлам платиновой группы.
Открыт в начале 19 века. Свое название получил за различные окраски своих соединений.
Температура плавления 2454°С.
Не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, не действует на него и "царская водка".
Из-за своей твердости с трудом поддается резанию. Некоторую ковкость приобретает только при белом калении.
Хорошо полируется и в этом состоянии напоминает сталь.
Из сплава платины (90 процентов) и иридия (10 процентов) изготовлены эталоны метра и килограмма.
Сплавы иридия с платиной применяют для изготовления химической посуды. В чашках из этого сплава можно растворять золото в "царской водке".
Применяется для изготовления хирургического инструмента и иногда в ювелирном деле.
Осмий
Осмий – один из самых твердых и тяжелых металлов. Принадлежит к платиновой группе.
Блестящий синевато-серый металл, не растворим ни в кислотах, ни в "царской водке". Свое название получил от греческого "запах", за сильно пахнущие соединения.
Температура плавления 2700°С.
Применяется как в чистом виде, так и в сплавах, которые используются в точном приборостроении.
Сплавы золота
Для изготовления ювелирных и других изделий далеко не всегда используют чистые металлы. Происходит это из-за высокой стоимости драгоценных металлов, недостаточной твердостью их и износоустойчивости, поэтому на практике чаще всего употребляют сплавы, которые образуются путем соединения металлов с металлами или металлов с металлоидами и приобретают свойства, отличающие их от свойств чистых металлов.
Меняя компоненты – металлы, входящие в сплав, можно изменять различные свойства металла – твердость, коррозийную стойкость, пластичность, цвет, прочность и т.д.
Наиболее число сплавов и легирующих компонентов имеет золото, затем серебро, платина и палладий.
В качестве составных легирующих компонентов в состав золотых сплавов входят серебро, палладий, медь, цинк, кадмий, платина.
Серебро в составе сплава сохраняет пластичность, мягкость, ковкость, понижает температуру плавления. При содержании его до 65 процентов цвет золота становится зеленоватым, желто-зеленым, желто-белым. При содержании серебра свыше 65 процентов желтый цвет сплава исчезает.
Твердость золотого сплава повышает примесь меди. Медь сохраняет ковкость, тягучесть, меняет цвет в сторону красного, При содержании 14,6 процентов меди сплав имеет ярко-красный цвет. Недостаток сплава – низкая устойчивость против коррозии на воздухе.
Присутствие никеля сохраняет ковкость, придает твердость, повышает литейные качества, меняет цвет сплава в бледно-желтый. Большое содержание никеля делает сплав магнитным.
Значительно повышает температуру плавления присутствие платины. Она увеличивает упругость сплава, изменяет цвет до белого уже при содержании 8,4 процентов платины.
Повышает температуру плавления золотого сплава, сохраняет пластичность и ковкость, резко изменяется цвет присутствие в сплаве палладия.
Цинк понижает температуру плавления, делает сплав твердым, хрупким, повышает текучесть, изменяет цвет в сторону белого.
Также понижает температуру плавления присутствие в сплаве кадмия. Он сохраняет ковкость, пластичность, мягкость, меняет цвет сплава в зеленоватый.
Сплавы серебра, используемые для изготовления ювелирных украшений и бытовых ювелирных изделий, имеют один легирующий компонент – медь. Она повышает твердость сплава, сохраняет пластичность, ковкость и тягучесть. Цвет сплава – ярко-красный.
Сплавы платины составляются в двух случаях: легирующими компонентами становятся медь или иридий. Пять процентов меди в платиново-медном сплаве понижают температуру плавления, сохраняя мягкость, тягучесть и пластичность. При пяти процентах иридия повышается температура плавления, твердость, антикоррозийность, износоустойчивость. Цвет сплавов характерен для платины.
Сплавы платины применяют для изготовления ювелирных украшений, лабораторной посуды, для изготовления некоторых деталей машин, термометров сопротивления и т.д.
