Металлы применяемые в ювелирном деле Черные металлы

Металлы применяемые в ювелирном деле.

Черные металлы — это промышленное название железа и его сплавов. Основное отличие черных металлов— это способность намагничиваться. Железо (Fe) — металл серебристо-белого цвета, блестящий, ковкий и пластичный. Плотность 7, 87; температура плавления 1539 °С; твердость (по Моосу 5). На воздухе окисляется — покрывается рыхлой ржавчиной. Сталь — сплав железа с углеродом и другими элементами, содержание углерода в котором менее 2 %. В зависимости от состава стали обладают различными физико-химическими свойствами. По с т а в у сталь разделяют на углеродистую и легированную (содержающую и другие компоненты).

Чугун — железный сплав, содержащий более 2 % углерода. По составу чугуны делят на нелегированные и легированные (содержащие хром, никель, марганец и другие легирующие элементы). По структуре различают белый чугун (с белым изломом) и серый чугун (с серым изломом). Цветные металлы. Медь (Си) — металл красноватого цвета, мягкий и пластичный, обладает высокими показателями теплои электропроводности. Легко паяется. Хорошо полируется. Плотность 8, 96; температура плавления 1083°С; твердость по Моосу 3. Медь легко растворяется в азотной и концентрированной соляной кислотах при нагревании. Медь входит в состав почти всех сплавов драгоценных металлов. Служит основой медных сплавов — латуней, бронз, мельхиора, нейзильбера.

Латунь — медный сплав, двухкомпонентный и более, с основным легирующим элементом — цинком. Содержание меди в латунях, как правило, более 57%. Латунь с высоким содер-жанием меди (90 % и более) называют томпак, с содержанием меди 79. . . 86 % — полутомпак. Латуни имеют желтый цвет, легко поддаются обработке давлением в холодном и горячем состоянии. Плотность латуней 8, 20. . . 8, 60; температура плавления 900. . . 1045 °С. Бронза—медный сплав, в котором основным легирующим компонентом может быть любой металл, кроме цинка. Бронзы могут быть двухкомпонентными и более. Плотность бронз 7, 50. . . 8, 80; температура плавления 1010. . . 1140°С. В сравнении с латунью обладает более высокой коррозионной стойкостью. Бронза (особенно бериллиевая) стойка на воздухе, в воде, в растворах органических кислот, углекислых растворах. Легко растворяется в азотной кислоте и в присутствии окислителя в серной и соляной кислотах.

Мельхиор — медно-никелевый сплав, содержащий до 30 % никеля. Мягкий, пластичный, хорошо обрабатывается режущим инструментом и паяется. Плотность 8, 90; температура плавления 1170 °С. На воздухе коррозийно-устойчив. Окисляясь во влажной среде, покрывается зеленым налетом. Растворяется в азотной кислоте. Горячие серная и соляная кислоты действуют на него разъедающе. Нейзильбер — трехкомпонентный сплав на медной основе, в состав которого кроме меди входят 13, 5. . . 16, 5% никеля и 18. . . 22 % цинка. Нейзильбер по внешнему виду напоминает серебро. В зависимости от содержания никеля может иметь голубоватый или зеленоватый оттенок. Обладает достаточной прочностью и пластичностью, хорошо паяется. Плотность 8, 45; температура плавления 1050°С. Имеет высокую коррозионную стойкость в нормальных условиях. Во влажной среде покрывается зеленым налетом. Растворяется в азотной кислоте. Горячие серная и соляная кислоты разъедают его.

Никель (Ni) — белый металл с желтоватым оттенком, твердый, прочный, пластичный, хорошо обрабатывается режущим инструментом. Имеет высокую отражательную способность. Обладает слабыми магнитными свойствами. Плотность 8, 90; температура плавления 1453 °С; твердость по Моосу 5. Относится к числу химически стойких металлов. На воздухе не окисляется, стоек к влажной среде. Растворяется в азотной кислоте. Горячие соляная и серная кислоты также разъедают никель.

Цинк (Zn) — белый металл с синеватым оттенком, хрупкий, но при нагревании до 100. . . 150 °С обретает пластичность, легко прокатывается в листы. Плотность 7, 13; температура плавления 419, 5 °С; твердость по Моосу 3. На воздухе в нормальных и влажных условиях покрывается плотным слоем оксида матово-серого оттенка. При нагревании на воздухе превращается в белый порошок. Цинк быстро разрушается концентрированными и разбавленными кислотами, а также щелочами. Кадмий (Cd) —белый металл (по цвету сходен с цинком), мягкий, пластичный, ковкий. Плотность 8, 65; температура плавления 321 °С; твердость по Моосу 2, 5. Кадмий имеет значительно большую химическую стойкость в сравнении с цинком. На воздухе быстро тускнеет, покрываясь стойкой защитной пленкой, предохраняющей его от дальнейшего разрушения. При нагревании на воздухе превращается в бурый порошок, выделяя бурые пары. Пары и соли кадмия ядовиты. Кадмий легко растворяется в азотной кислоте, хуже — в соляной и серной, разбавленные соляная и серная кислоты почти на него не действуют.

Олово (Sn) — металл серебристо-белого цвета, мягкий, очень пластичный. Плотность 7, 30; температура плавления 231, 9°С; твердость по Моосу 2. Олово не корродирует на воздухе и во влажной среде. При сгорании образует белый порошок. Охлаждение олова ниже 18°С приводит к образованию на поверхности серых пятен (≪оловянной чумы≫). Концентрированные соляная и азотная кислоты легко растворяют его, разбавленные действуют слабо. Сильно действуют на олово щелочи, сера, хлор, бром, фтор и йод. Олово является основой мягких (легкоплавких) припоев для контактной пайки. В современном производстве ювелирных изделий Оловянный припой не применяется. Свинец (РЬ) — синевато-серый металл с сильным блеском на свежем срезе. Очень ковкий, мягкий (легко режется ножом), вязкий. Плотность 11, 34; температура плавления 327°С; твердость по Моосу 2. Свинец устойчив к действию серной и соляной кислот. Хорошо растворяется в азотной, а также в уксусной, лимонной и винной кислотах, разрушается под действием щелочей. Растворимые соединения свинца ядовиты и требуют осторожности при работе с ними.

Алюминий (А 1) —легкий металл серебристо-голубовато-белого цвета, ковкий и пластичный. Хорошо полируется. Имеет высокие показатели электро- и теплопроводности. Плотность 2, 70; температура плавления 660°С; твердость по Моосу 2, 5. На воздухе мгновенно покрывается тонкой и очень стойкой оксидной пленкой, предохраняющей его от разрушения. В воде разрушается. Устойчив к действию на него концентрированной азотной и органических кислот. Быстро растворяется в соляной и концентрированной серной кислотах. Ртуть (Hg) — единственный жидкий металл, зеркально-белого цвета, тяжелый. Обладает высокой отражательной способностью. Плотность 13, 52; температура плавления — 38, 97 °С. На воздухе ртуть стойка, но даже при комнатной температуре выделяет ядовитые пары. На ртуть не действуют щелочи, разбавленные соляная и серная кислоты. Легко растворяется в азотной, даже слаборазбавленной, и концентрированной серной кислотах. Ртуть легко вступает в соединения со многими металлами, образуя сплавы (амальгамы). Особенно легко ртуть амальгамирует с золотом, на этом принципе основано отделение самородного золота от пустой породы.

Драгоценные металлы. Золото (Аи) — единственный металл ярко-желтого цвета. Отличается самой высокой пластичностью и ковкостью из всех драгоценных металлов, режется ножом. Обладает сильным блеском, а также хорошей тепло- и электропроводностью. Плотность золота 19, 32; температура плавления 1063°С; твердость по Моосу 2, 5. Золото обладает высокой химической стойкостью: ни кислород, ни сера на него не действуют, даже при нагревании; устойчиво к воздействию на него влаги; не реагирует с кислотами, щелочами, солями. Однако растворяется в смесях кислот — соляной и азотной (царской водке); серной и марганцовой; серной и азотной, а также в горячей селеновой кислоте.

Серебро (Ag) — металл белого цвета, очень тягучий, пластичный и ковкий, режется ножом. Серебро тверже золота, но мягче меди. Очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражатель-ную способность, является самым электро- и теплопроводным металлом. Плотность серебра 10, 50; температура плавления 960, 5 °С; твердость по Моосу 2, 5. Серебро устойчиво к действию влажной среды, не взаимодействует с органическими кислотами, с растворами щелочей, азотом, углеродом, устойчиво по отношению к кислороду. Серебро устойчиво к действию соляной и плавиковой кислот. Разбавленная серная кислота также не растворяет его. Царская водка, которая растворяет золото, на поверхности серебра образует защитную пленку. Однако при длительном пребывании на воздухе серебро постепенно темнеет под действием сероводорода, находящегося в воздухе. Серебро легко соединяется с серой. Озон также образует на поверхности серебра черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре. Серебро легко растворяется в азотной кислоте и концентрированной серной при нагревании. Растворяется серебро в цианистых щелочах, хорошо соединяется с ртутью, образуя серебряную Амальгаму.

Платина (Pt) — серовато-белый блестящий металл, тяжелый и тугоплавкий. По пластичности и ковкости уступает золоту и серебру. Может прокатываться в тончайшие листы (до 0, 0025 мм) и протягиваться в тончайшую проволоку (до 0, 001 мм). Плотность платины 21, 45; температура плавления 1769°С; твердость по Моосу 5. В химическом отношении платина является наиболее устойчивым металлом. Не окисляется на воздухе даже при накаливании и, остывая, сохраняет сбой цвет. Устойчива к влажной среде. Отдельно кислоты на нее не действуют, растворяется в горячей царской водке. Разъедают платину цианистый калий и расплавленные щелочи. В природе платина встречается чаще в самородном состоянии, в виде зерен и чешуек различной величины, редко в виде крупных самородков. Самородная платина представляет собой минералы, включающие в свой состав кроме платины железо, иридий, родий, палладий, медь, никель и поликсен

Палладии (Pd) — металл серебристо-белого цвета пластичный и ковкий, легко прокатывается в фольгу и протягивается в тонкую проволоку. Плотность палладия 12, 02; температура плавления 1552°С; твердость по Моосу 5. На воздухе при нормальной температуре палладий не окисляется, устойчив к влажной среде. При нагревании до 860 °С окисляется причем с увеличением температуры оксид разлагается и металл снова светлеет. По своим химическим свойствам палладий уступает всем металлам платиновой группы, растворим в азотной и горячей серной кислотах, а также в царской водке. Главным источником получения палладия служат сырая платина и шламы никелевого производства. Палладий используется для составления ювелирных палладиевых сплавов, а также как компонент сплавов белого золота. Осмий (Os) — серовато-белый металл с голубым оттенком, тяжелый, тугоплавкий, твердый и хрупкий. Механической обработке не поддается. Плотность 22, 48; температура плавления 2700 С; твердость по Моосу 7, 0. Наиболее стойкий в химическом отношении металл. Ни одна из кислот и царская водка на него не действуют. В природе встречается как составная часть самородной платины, а также как самостоятельный минерал в виде осмистого иридия. При аффинаже в процессе растворения платиновых металлов в царской водке остается нерастворенным. В ювелирном производстве не применяется. Используется в точном приборостроении и химическом производстве.

Родий (Rh) — голубовато-белый металл, напоминающий алюминий, твердый и хрупкий. Имеет высокую отражательную способность. При нагревании приобретает пластичность. Плотность 12, 41; температура плавления 1960°С; твердость по Моосу 6, 0. Химически стойкий. В нормальных условиях на воздухе и в воде не окисляется. При нагревании покрывается черной оксидной пленкой, которая исчезает при температуре свыше 1200 °С. Родий устойчив к действию кислот (кроме концентрированной серной) и царской водки. Устойчив к действию серы, хлора, фтора. В природе присутствует в виде примесей самородной платины. Получают родий попутно с извлечением платины. Рутений (Ru) — серовато-белый металл, тугоплавкий, твердый и хрупкий. Механической обработке не поддается. Плотность 12, 45; температура плавления 2310°С; твердость по Моосу 6, 5. Химически стойкий. Слабо растворяется в царской водке. Устойчив к действию кислот и серы. В природе встречается как примесь самородной платины и в медно-никелевых рудах. Источник получения — попутное извлечение при аффинаже платины. В ювелирном производстве не применяется. Используется в химической промышленности и медицине.

Иридий (Ir) — серовато-белый металл, тяжелый, тугоплавкий, твердый и хрупкий. Механической обработке не поддается. Плотность 22, 42; температура плавления 2443 °С; твердость по Моосу 6, 5. В химическом отношении иридий один из самых стойких металлов. Ни кислоты, ни царская водка на него не действуют. Только при температуре свыше 800 °С иридий поддается действию хлора, фтора и кислорода. В природе находится в виде примесей самородной платины, а также самостоятельного минерала осмистого иридия. Получают при аффинаже платины. В ювелирном производстве не используется. Входит в состав платиновых сплавов промышленного производства для повышения твердости сплава. Применяется в качестве наконечников дорогих перьев для авторучек. Широко используется в приборостроении.