Общие сведения о применении и свойствах драгметаллов и их сплавов
Благородные металлы (серебро, золото, рутений, родий, палладий, оомий, иридий, платина) имеют по сравнению с другими металлами более высокую химическую устойчивость в различных средах и в первую очередь в отношении образования кислородных соединений. Несмотря на малое распространение в природе и сравнительно высокую стоимость, благородные металлы и их сплавы наряду с другими металлами и сплавами имеют широкое применение в современной технике и быту. Это связано с разнообразием их физико-химических и механических свойств, а также с некоторыми их особыми свойствами (химическая устойчивость, сопротивление коррозии и электроэрозии, теплопроводность, электропроводность, катализ, отражательная способность, магнитный гистерезис, термоэлектродвижущая сила и др.).
ВНИМАНИЕ! Компания DETALTORG осуществляет скупку золота в чистом виде и в виде сплавов, а также золотосодержащих радиодеталей и электронных компонентов, лома драгметаллов.
Из благородных металлов и сплавов изготовляют припои, электроконтакты, гермосопротивления, термопары, фильеры для искусственного волокна, постоянные электромагниты, потенциометры, нагреватели лабораторных печей, химическую посуду, медицинский инструмент, зубные протезы, катализаторы, ювелирные, наградные и другие изделия промышленного и бытового назначения.
Серебро в чистом виде применяется в качестве покрытия столовых приборов, контактов и некоторых изделий химической промышленности. Значительное количество серебра расходуется на производство светочувствительной пленки и бумаги (в США 800—900 т/год). Основная часть серебра используется в виде сплавов. Наиболее широко серебро применяется в производстве припоев. Серебряные припаи обычно содержат в качестве легирующих добавок медь, цинк и кадмий и применяются в реактивной технике и самолетостроении (при необходимости сочетания коррозионной устойчивости, прочности при высоких температурах и вибростойкости). Потребление серебра на изготовление припоев составляет в США около 700 т/год.
Из серебра изготовляют контакты с низким переходным сопротивлением. Серебро для контактов используют в чистом виде, в качестве плакирующего слоя, а также в виде материалов, получаемых спеканием (содержащих окись кадмия, графит и др.). На производство электроконтактав в США расходуется более 500 т/год серебра. Сплавы серебра применяют для изготовления потенциометров, постоянных магнитов (серебро — алюминий — марганец), ювелирных и художественных изделий. Значительное количество серебра расходуется на производство батарей (в США более 40 т/год). Серебряно-цинковые элементы в 5—6 раз меньше и легче обычных и, по зарубежным данным, используются в аккумуляторах реактивных самолетов, управляемых снарядах и торпедах, атомных подводных лодках, телеметрическом оборудовании и др. Разработаны еще более эффективные серебряно-кадмиевые батареи. Введение серебра рекомендуется для улучшения свойств свинцовистых баббитов (2—5% Аg), в свинцовые аноды для электролиза марганца к аккумуляторному свинцовосурьмянистому сплаву (0,1—0,15% Аg), к хромоникелевой стали (0,25% Аg).
Золото в чистом виде применяется в относительно небольших количествах в медицине, для покрытий и разрывных контактов. Температуру плавления золота принимают за постоянную точку при градуировании пирометров. Температура плавления золота является высшей точкой температурной шкалы, точно проверенной и установленной экспериментально. Это связано с тем, что золото может быть получено весьма высокой чистоты, при плавлении не загрязняется окислами и не изменяет температуру кристаллизации.
Основную часть потребляемого в промышленности и быту золота используют в виде сплавов. Наиболее широкое распространение имеют золотые сплавы в ювелирной промышленности: двойные и тройные сплавы с медью и серебром, а также с добавками платины, палладия, цинка, олова и др. В зубопротезной практике применяют сплавы золото — медь — серебро — платина и золото — серебро — кадмий — цинк. Кроме того, золотые сплавы применяют для изготовления электрических контактов, обмоток сопротивления потенциометров, фильер для стекловолокна.
Рутений в чистом виде не применяется. Добавляется в сплавы с платиной, платиной и палладием, используемые в производстве электрических контактов, игл для звукозаписи, наконечников для перьев авторучек и в ювелирной промышленности. Вводится в сплавы как заменитель родия.
Родий в чистом виде применяется для покрытия рефлекторов прожекторов, контактов в электротехнике и ювелирных изделий. Родиевые покрытия имеют высокую стойкость против потускнения, хорошую отражательную способность, высокую твердость, термическую (до 430° С) и химическую устойчивость. Родий в виде черни (мелко распыленный родий) используют для приготовления черных красок по фарфору и как добавку в краски с золотом, так как он увеличивает сцепление слоя краски с керамикой. Платино-родиевые сплавы применяются в качестве катализаторов в химической промышленности и для изготовления инструмента в производстве шелка и искусственного волокна, лабораторного оборудования, наконечников перьев автоматических ручек, термопар и электроконтактов, сплавы иридий — родий — для термопар, работающих в области высоких температур, сплавы платина — родий, платина — палладий — родий, платина — родий — рутений — в ювелирной промышленности.
Палладий чистый применяется в производстве электрических контактов, для нанесения декоративных и защитных покрытий (палладирования), изгтовления лимбов астрономических (военных и других точных приборов, деталей точных весов и разновесов и т. п.).
Палладий широко используют:
— в химической промышленности в виде сплавов с платиной и другими металлами, как катализатор при получении синтетического аммиака и лекарственных препаратов, при гидрогенизации жиров, в производстве азотной кислоты и др.;
— с платиной и палладием для изготовления ювелирных изделий.
Осмий в чистом виде не используют. Сплавы иридия с осмием применяют для наконечников перьев авторучек и компасных игл, в производстве электрических контактов и ответственных частей измерительных приборов.
Покупка палладия
Наша компания производит покупку палладия. Поробности в разделе СКУПКА ПАЛЛАДИЯ
Платина используется в чистом виде и в виде сплавав. Чистая платина применяется:
1) для изготовления платиновой посуды, сеток и катодов для электролиза, фильер, проволок для обмотки, печей электросопротивления и термопар, проволок для термометров сопротивления;
2) в химической промышленности (платиновая чернь, губчатая платина, коллоидная платина и т. п.) в качестве катализатора при производстве серной кислоты, окислении аммиака, изготовлении азотной кислоты, в производстве некоторых витаминов, в реакциях дегидрогенизации спиртов, гидрогенизации, восстановления и т. п.;
3) в ювелирной промышленности;
4) для платинирования и плакирования различной посуды и резервуаров, ювелирных изделий в целях повышения химической стойкости.
Eще более разнообразно и широко применение платины в сплавах:
1) в электропромышленности для изготовления контактов, вакуумных приборов, электропечей сопротивления, электродов, проволоки для термопар и пирометрических приборов;
2) в химической промышленности в качестве катализатора, для изготовления химической посуды и различной аппаратуры, электродов, фильтров, сеток;
3) в медицинской промышленности и зубоврачебном деле для изготовления игл, шприцев, коронок, мостов, крючков и т. п.
Количество платины в сплавах колеблется в широких пределах. В качестве других добавок служат металлы платиновой группы (особенно иридий, родий и палладий), золото, серебро, никель, медь, кадмий и др.
Сплавы платины с железом и кобальтом в области упорядочивания имеют высокую коэрцитивную силу и остаточную индукцию, которые зависят от режима обработки. Сплавы с максимальной коэрцитивной силой, как магнитно-жесткие, применяются для постоянных магнитов точных и малогабаритных измерительных приборов. Сплавы платины с 40—50% железа имеют отрицательный температурный коэффициент расширения и применяются для часовых волосков и точных измерительных приборов.
Физико-химические и механические свойства веществ, в том числе и драгметаллов и сплавов, определяющие их поведение при технологических процессах и эксплуатации, зависят от их атомного строения, характеризуемого периодической системой элементов Д. И. Менделеева. Серебро и золото входят наряду с медью в группу 1 Б; рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина — в группу VIIIБ наряду с железом, кобальтом и никелем. Атомы серебра и золота имеют по одному легко отделяющемуся валентному 5-электрону. Образующееся электронное облако связывает положительные ионы, имеющие внешние d10-подоболочки. Низкая концентрация электронного облака не обеспечивает сближения этих ионов до перекрытия и взаимодействия их внешних d-электронных оболочек. Диаметры атомов и параметры решеток от серебра к меди несколько уменьшаются из-за лантанидного сжатия электронных оболочек. Внешними электродами атомов металлов платиновой подгруппы являются соответственно 8, 9, 10 d- и s-электроны незастроенных оболочек. Высшая валентность не превышает 2—4, чему соответствует зарядность ионов в кристаллах. Ионы имеют сферическую или эллипсовидную форму и образуют кубическую гранецентрированную (иридий, родий, палладий, платина) или гексагональную плотноупакованную (рутений, осмий) ячейку.
Атомы и кристаллическая структура драгоценных металлов
| Название елементов | Символ | Атомный номер |
Атомный вес |
Массовые числа изотопов | Распределение электронов свободном атоме |
| Серебро Золото Рутений Родий Палладий Осмий Иридий Платина |
Ag Au Ru Rh Pd Os Ir Pt |
47 79 44 45 46 76 77 78 |
107,870 196,967 101,7 102,905 106,4 190,2 192,2 195,09 |
107; 109; (102; 104-113) 197; 197; (190-200; 202) 96; 98-102; 104; (95; 97; 103) 103; (102-107; 109) 102; 104; 105; 108; 110; (100; 101; 103; 107; 109; 111; 112) 184; 186; 190; 192; (185; 191) 191; 193; (190; 192; 194) 192; 194; 195; 196; 198 |
2.8.18.18.1. 2.8.18.32.18.1 2.8.18.8.7.1 2.8.18.8.8.1 2.8.18.8.10 2.8.18.32.8.6.2 2.8.18.32.8.7.2 2.8.18.32.8.8.2 |
| Название елем- ентов |
Тип структуры | Координа- ционное число |
Постоянные решетки, kX | Межатомные растояния, kX |
Диаметр, kX | |||||
| по SB | по коор- динацион- ному принципу |
a | c | a/c | d1 | d1 | атома | иона* | ||
| Серебро Золото Рутений Родий Палладий Осмий Иридий Платина |
A1 A1 A3 A1 A1 A3 A1 A1 |
C C H C C H C C |
12 12 6+6 12 15 6+6 12 12 |
4,0779 4,0704 2,7003 3,7967 3,8829 2,7298 3,8312 3,9160 |
— — 4,2730 — — 4,3104 — — |
— — 1,5824 — — 1,5790 — — |
2,8577 2,8782 2,6449 2,6846 2,7455 2,670 2,7090 2,7690 |
— — 2,7003 — — 2,7298 — — |
2,883 2,878 2,67 2,684 2,7453 2,70 2,709 2,769 |
2,26 2,74 1,24(4+) 1,20(4+) 1,28(4+) 1,30(4+) 1,30(4+) 1,28(4+) |
* Ионные диаметры даны для полностью ионизированного состояния. При отсутствии этих данных приводятся диаметры ионов с указанием величины и знака их зарядов (в скобках).
При описании структур драгоценных металлов и образуемых ими в различных сплавах промежуточных фаз в справочнике используются параллельно классификации по SВ и по структурно-координационному принципу.
При оценке характеристик ояда свойств (прочности, пластичности, электропроводности, т. э. д. е., магнитного гистерезиса и т. п.) необходимо учитывать, что величины характеристик в большой степени зависят от состава (содержания основных компонентов и примесей), условий кристаллизации, режимов предварительных и окончательной обработок, направления испытания. Свойства каждого зерна анизотропны; степень анизотропии свойств поликристаллического тела зависит от направленности кристаллизации и особенно от условий и способа пластической деформации и последующей термической обработки, определяющих ориентировку кристаллографических плоскостей и направлений зерен (текстуру).
Все благородные металлы (серебро, золото, рутений, родий, палладий, иридий, осмий и платина) в настоящее время считаются мономорфными. Превращения у родия и рутения, на которые указывалось в ряде работ, в последних исследованиях, проведенных на металлах высокой чистоты с применением современных методов анализа, не подтвердились. Следует, однако, отметить, что металлы, полученные химически из различных растворов, в виде черни и губки имеют ряд специфических свойств (катализ, адсорбция, способность взрываться, и т. п.). Свойства этих модификаций (плотность, электропроводность, магнитная проницаемость и др.) отличаются от свойств обычных компактных металлов. В справочнике приведены свойства обычных компактных металлов. Для металлов в виде черни и губки даны только химические свойства, так как сведения о других свойствах противоречивы и особого практического значения не имеют.
— в электротехнической промышленности в виде сплавов главным образом с серебром, а также родием, золотом, платиной и другими металлами для изготовления контактов, особенно в технике слабых токов;
— в медицинской промышленности в виде сплавов с золотом, иридием и платиной для изготовления отдельных деталей медицинских приборов и инструментов: игл, шприцев, наконечников и т. п.;
— в зубопротезной технике в виде сплавов с платиной, иридием, золотом, серебром, сурьмой, медью и другими металлами для изготовления коронок, литых зубов, мостов, крючков для укрепления протезов, пломб и т. п.;
в ювелирной промышленности в виде сплавов с золотом, платиной, иридием, родием, никелем и другими металлами для изготовления часовых корпусов и всевозможных ювелирных изделий, особенно для изделий с бриллиантами и другими драгоценными и полудрагоценными камнями.
Иридий чистый применяется весьма ограниченно: в виде фольги для неамальгамирующихся катодов и изготовления иридиевых тиглей для исследовательсжих работ при высоких температурах. Основная часть иридия применяется в виде сплавов:
— с платиной в производстве термопар, эталонов мер длины, химической посуды, контактов, проволоки для свечей зажигания;
— с осмием для наконечников перьев автоматических ручек, изготовления точных измерительных приборов и морских компасов;
