Доклад на тему благородные металлы

Обновлено: 04.07.2024

Палладий — это простое вещество, относящееся к металлам платиновой группы….

В настоящее время очень популярно слышать, что есть золото не…

Одной из разновидностей драгоценных металлов является красное золото. История этого…

Монетное серебро представляет собой сплав 90 % серебра и 10%…

Коричневое золото относится к новомодным тенденциям мира ювелирного искусства. И,…

В настоящее время появилось золото различных цветов. И хотя драгоценный…

В последнее время все актуальность набирает золото, имеет нестандартный цвет…

Среди множества драгоценных ювелирных металлов зеленое золото привлекает своим изяществом….

Белое золото, что это за металл? Сразу стоит сказать, что это…

Золото металл химический элемент Au, атомный номер 79, степень окисления…

Матовое серебро фото, которое представлено ниже, наглядно демонстрирует насыщенность и…

Серебро тысячелетиями ценится как драгоценный металл, из которого изготавливают прекрасные…

В начале 19 века был открыт химический элемент иридий, в…

Благородные металлы отличаются очень высокой химической стойкостью, они практически не окисляются на воздухе, поэтому они получили такое название. Кроме этого они достаточно тугоплавкие.

Благородные металлы относятся к группе инертных, которые встречаются в природе в чистом виде, а не как различные соединения или же руды.

Они очень красивы в изделиях, высоко ценятся за свою внутреннюю стоимость, поэтому их часто называют как драгоценные металлы.

Благородные металлы имеют большое экономическое воздействие на мировом уровне, таким образом валюта государства оценивается закрепленным за ней золотым запасом.

Драгоценные металлы удерживаются центральными банками. От количества наличия такого запаса зависит благополучие страны, поэтому на протяжении многих веков очень тщательно следили за резервами этих металлов. Кроме финансовой ценности, драгоценные металлы достаточно широко используются в промышленности, в силу своих физических и химических качеств.

Список благородных металлов

Классификация драгоценных металлов может выполняться по различным критериям. В большинстве случаев разделяют основные металлы, такие как золото, серебро и платина, а также их группы, включающие в себя различные типы и производные. Список благородных металлов включает в себя:

золото(Аu), а также все 10 типов этого металла;
серебро(Ag) имеющее 5 основных разновидностей;
платина(Pt), сюда подключаются металлы платиновой группы(рутений(Ru), родий(Rh), палладий(Pd), осмий(Os), иридий(Ir) и рений (Re)) сопутствующие ей в природе.

На страницах данного ресурса используется классификация драгоценных металлов по группам, которая доступна в карте сайта.

Золото и серебро называют валютными металлами. Список благородных металлов не всегда был таким. К примеру, платину обнаружили лишь в 16 веке испанские колонизаторы, а в XVIII дали научное описание этому металлу. А палладий, родий, иридий и осмий открыли только в XIX веке.

Виды благородных металлов

В отличие от валютных металлов, таких как золото и серебро, существуют также виды благородных металлов, которые занимают достойное место под названием благородные металлы. Среди них:

платина (Pt),
осмий (Os),
иридий (Ir),
рутений (Ru),
палладий (Pd),
родий (Rh).

Так родий занимает первое место по своей ценности, кроме того он значительно дороже золота. Этот металл серебристого цвета с голубоватым оттенком, был открыт в 1803 г. Его стоимость приблизительно равна эквиваленту в валюте США $230/1 грамм. Родий очень хрупкий, великолепно устойчив к воздействиям агрессивной среды и высокой температуры.

Платина занимает второе место по ценности. Этот химический элемент появился в 1952 году. По причине повышенной химической стойкости, на платину не действует ни одна отдельно взятая кислота. Она не окисляется на воздухе и не изменяет свой цвет при сильном накаливании.

Осмий — редкий благородный металл, очень дорогостоящий, является самым тяжелым драгоценным металлом, очень хрупкий, исключительно твердый.

Иридий, и рутений содержат почти одинаковые свойства — хрупкость, повышенная твердость, достаточно редкие.

Палладий – легкий, драгоценный металл, более доступен, чем другие платиновые металлы. Он пластичный, достаточно гибкий, стойкий к коррозии, легкоплавкий.

Все виды благородных металлов нашли широкое применение в некоторых деталях автомобильных катализаторов, фильтров нейтрализаторов, микроэлектронике, атомной промышленности, стоматологии, химическом, нефтехимическом производстве, биомедицине, аэрокосмическом приборостроении и военной промышленности.

Благородные металлы тесно вошли в жизнь каждого современного человека. Даже если вы не носите ювелирных украшений — все равно вы всегда держите благородные металлы под рукой. Как это понять?) Очень просто! В любом современном электронном устройстве (телефон, компьютер, чипы автомобильной электроники, и т.д.) — содержаться драгоценные металлы. Поэтому даже если сами по себе ювелирные изделия не интересны — знать как выглядит белое золото /платина / серебро и другие благородные металлы всё-таки стоит. Ведь обидно будет потерять деньги, выбросив в мусорное казалось бы ненужную старую деталь (например лампу старого телевизора — в ней может содержаться не мало серебра и даже присутствовать золото).

Поэтому наш сайт содержит статьи ознакомительного характера, которые не загружают читателя сложной информацией.

Рубрика содержит описания и список благородных металлов, их разновидностей, сплавов, физических свойств и химических характеристик. Отдельные статьи посвящены описаниям конкретных металлов и их сплавов.

Также в статьях рубрики собраны фото и таблицы с основными техническими характеристиками материалов.

Характеристика физических свойств золота, платины, палладия и серебра, а также оценка возможности их применения в стоматологических целях. Анализ типологии стоматологических золотых сплавов. Описание свойств сплавов благородных металлов, их классификация.

Рубрика	Медицина
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	12.03.2017
Размер файла	24,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Реферат на тему:

Благородные металлы и их сплавы

Содержание

Сплавы на основе золота, серебра и палладия

Список используемой литературы

Благородные металлы - это металлы не подверженные окислению, что отличает их от большинства металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости. Основные благородные металлы -- золото, серебро, а также платина и остальные 5 металлов платиновой группы -- (рутений, родий, палладий, осмий, иридий).

На рынке стоматологических материалов существует широкий спектр сплавов на основе золота, серебра, платины и палладия, которые удовлетворяют практически всему диапазону требований современной ортопедической стоматологии. Их применяют для изготовления некоторых видов вкладок, штифтовых зубов, коронок, мостовидных и бюгельных протезов, креплений.

Сплавы металлов, используемые в стоматологии, должны быть устойчивыми к коррозии, не оказывать вредного воздействия на организм.

Золото (Au)

В природе встречается в виде самородков или мелких частиц, смешанных с песком. Единственное химическое соединение золота в природе - каловерит (AuTe) встречается очень редко.

Извлечение золота из руд может осуществляться одним из следующих способов:

-выплавления золота из руд вместе с другими цветными металлами;

Промывка основана на разности удельного веса и заключается в отделении золота от примесей.

Амальгамирование - это растворение золота в ртути.

Цианирование - это растворение золота в цианидах с последующим высаживанием цинковой пылью.

Золото имеет жёлтый цвет.Удельный вес - 19,32. Температура плавления - 1064,18 °C, температура кипения - 2856 °C. Теплопроводность большая - 68,3. Усадка - 5,2%.

Чистое золото - мягкое, ковкое и тягучее, может быть выковано в листочки толщиной 0,0001см. Золото не окисляется при нагревании и не растворяется в кислотах и щелочах, кроме царской водки (смесь концентрированной соляной и азотной кислот 3:1).

Золото в чистом виде для стоматологических целей не применяется, поскольку оно слишком мягкое и недостаточно прочное. Оно легко соединяется со многими металлами. Для технических целей используют сплавы золота с другими металлами (лигатурное золото). Металлы, добавляемые к золоту, придают сплавам определённые свойства. Например температура плавления сплава золота с увеличением в нём количества серебра понижается.

При добавлении 50% серебра сплав приобретает белый цвет. Медь придаёт сплаву красноватый оттенок и твёрдость. Сплав из 75% золота, 10% меди 15% серебра называется зелёным золотом. Сплав золота с серебром и палладием называется белым золотом. Золото становится эластичным, если прибавить к нему небольшое количество платины.

Платина (Pt)

В природе встречается в виде самородка реже золота и ценится гораздо дороже. Платина имеет серовато-белый блестящий цвет, удельный вес её - 21,5. Температура плавления -1770°C, температура кипения - 2450°C. Благодаря небольшой усадке платину и её сплавы используют при литье мелких и точных деталей. Из неё можно раскатать тонкую фольгу и вытянуть очень тонкую проволоку. Химическая прочность платины очень высокая.

Платина не окисляется на воздухе, не растворяется ни в каких кислотах, кроме царской водки. Сплавы, в состав которых входит платина, отличаются высокой прочностью, упругостью, хорошо поддаются механической обработке, при литье обладают высокой жидкотекучестью. При этом температура плавления сплава резко повышается. Добавление платины до 5% делает сплав исключительно мелкозернистым, твёрдым, эластичным и устойчивым к деформации. В зубопротезной технике золотые сплавы с платиной используют для изготовления вкладок, штифтовых конструкций, коронок, мостовидных протезов, в т.ч. металлокерамических.

Палладий (Pd)

Палладий выделяют из платины, а значит, и добывают в одних и тех же месторождениях. Внешне напоминает серебро. Это крайне тяжёлый и очень тугоплавкий, пластичный и ковкий металл. По плотности палладий ближе к серебру, чем к родственной платине. Температура плавления -1554°C, температура кипения - 2940°C.

Палладий - это элемент, способный усиливать антикоррозионные свойства даже такого стойкого к агрессивным средам металла, как титан. Добавка палладия всего в 1 % повышает устойчивость титана к серной и соляной кислотам. Недавно учёные открыли редкую разновидность золота. Её назвали палладистой, поскольку в состав жёлтого металла входит 6% палладия. Правда, месторождение палладиевого золота в мире только одно. Оно находится в Бразилии.

Серебро (Ag)

В природе встречается в виде самородков и в виде соединений. Имеет белый цвет. Серебро хорошо проводит электричество и тепло. Удельный вес серебра - 10,5. Температура плавления - 960°C, температура кипения - 1955°C, усадка 4,4%. Твёрдость серебра выше, чем у золота.

Серебро при нагревании хорошо растворяется в азотной и серной кислотах. Соляная кислота действует на серебро слабо. Обладает бактерицидным свойством - убивает болезнетворные и гнилостные бактерии, стерилизует воду, даже когда содержится в количестве миллиардных долей грамма на литр.

Для изготовления зубных протезов серебро непригодно ввиду того, что оно в чистом виде в полости рта может подвергаться окислению и нарушать равновесие микрофлоры в полости рта. Серебро не обладает достаточной прочностью. Серебро, добавленное в золотые сплавы, придаёт им более светлый оттенок и снижает температуру плавления. Оно входит в состав припоев для золота и нержавеющей стали.

Сплавы на основе золота, серебра и палладия

По системе Международной организации стандартов и Американской Дентальной ассоциации все стоматологические золотые сплавы разделены на 4 типа:

1 тип - мягкие, используются для конструкций, которые подвергаются слабой нагрузке (некоторые виды вкладок);

2 тип - средней твёрдости, используются для конструкций, которые подвергаются умеренной нагрузке (крепления - анкеры, промежуточные звенья мостовидных протезов, коронки);

3 тип - твёрдые, используются для конструкций, которые подвергаются большой нагрузке (полукоронки, тонкие литые вкладки, элементвы мостовидных протезов, коронки);

4 тип - сверхтвёрдые, используются для конструкций, испытывающих высокие нагрузки (бюгели, коронки).

По международному стандарту ISO 8891, европейскому стандарту EN 28891 и немецкому стандарту DIN 13906T2/03.88 стоматологические литейные сплавы с содержанием благородных металлов от 25% до 75% классифицированы по типам:

Тип I - низкопрочный, для зубных протезов, подвергающихся очень незначительным напряжениям, например, вкладки. К этому типу относится широко применяемый в России золотой сплав 900 пробы, а также серебряно-палладиевые сплавы ПД 190 и ПД 250.Сплав золота 90-й пробы используется при протезировании коронками и мостовидными протезами. Содержит 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления -1063°C. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддаётся штампованию, вальцеванию, ковке, а также литью.

Тип II - среднепрочный, для зубных протезов, подвергающихся средним напряжениям, например, вкладки. К этому типу относится российский сплав 750-ой пробы. В настоящее время применяется для изготовления кламмеров и вкладок. Содержит 75% золота, 8% меди, 8% серебра, 9% платины. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счёт добавления платины и увеличения количества меди.

Тип IV - сверхпрочный, для зубных протезов, подвергающихся очень высоким напряжениям и имеющим небольшое поперечное сечение, например, шинирующие части бюгельного протеза, дуга съёмного протеза, кламмеры, коронки, втулки. В России выпускают золотой сплав Супер ЛБ, специально предназначенный для литых бюгельных протезов.

Благородные металлы: золото, серебро, платина и металлы платиновой группы придают сплавам высокую коррозийную устойчивость, биологическую инертность, а также эстетические свойства (не тускнеют). Литейные стоматологические золотые сплавы - это, в основном, сплавы системы золото-серебро-медь с добавками палладия и платины.

Согласно международному стандарту ISO 1562-84, золотые сплавы должны содержать золота и металлов платиновой группы ( Pd, Ir,Rh,Ru,Os) не менее 75%. Сплавы с содержанием золота и платиноидов менее 65-75% быстро тускнеют в коррозионной среде полости рта. Дальнейшее понижение содержания золота в сплаве приводит к окислению сплава в условиях полости рта, оказывая вредное воздействие на слизистую оболочку и весь организм в целом. Поэтому, для предотвращения коррозии по мере уменьшения количества золота в сплаве, должно увеличиваться содержание палладия. Сплавы с низким содержанием золота могут заменить сплавы с содержанием золота более 70%, если будут соблюдаться следующие условия: золота не должно быть ниже 42%; палладия должно быть не менее 3-4%; отношение золото + серебро/медь должно выдерживаться не ниже, чем 10:1.

Правильно выбранное соотношение отдельных легирующих частей даёт возможность получать сплавы, обладающие необходимыми физико-химическими свойствами за счёт создания заданной структуры и строения кристаллической решётки сплава.

Благородные металлы характеризуются высокой инертностью по отношению к организму. В связи с этим содержание золота и платины в питьевой воде и в пищевых продуктах не нормируется.

В состав сплавов-припоев на основе золота в качестве функциональных добавок входят цинк, медь, олово, кадмий. Они могут накапливаться в тканях организма и в определённых концентрациях оказывать токсическое действие.

Сплавы на основе золота считаются универсальными. Любой металлический сплав характеризуется определёнными свойствами: физико-химическими (структурой, составом, коррозийной стойкостью),физико-механическими (модулем упругости, пределом пластичности, относительным удлинением, твёрдостью), термическими и биологическими.

К физическим свойствам металлов относятся: температура плавления, плотность и прочность, упругость и пластичность.

Температура плавления определяет технологию плавления протеза путём литья. Этот параметр определяет тип литейного оборудования. Золотые сплавы, имеющие низкую температуру плавления, обычно плавят в плавильных печах на воздухе (1280°C). Сплавы на кобальто- и никель- хромовых основах имеют значительно высокие температуры плавления - 1280°C-1450°C. Здесь применяются дуговые или индукционные печи.

Модуль упругости кобальто- хромовых сплавов составляет 228 ГПа, на основе золота - всего около 90 ГПа. Используя сплавы с большим модулем упругости, можно изготовить прочный тонкостенный протез с меньшим объёмом и весом.

Прочность стоматологического материала затрудняет его отделку, но противостоит повреждениям при эксплуатации - истиранию, царапанию.

Упругость определяется пределом текучести - величиной механического воздействия, необходимого для появления остаточной деформации. Это одно из важнейших свойств сплава, особенно сплава, используемого для изготовления съёмных протезов. Её показатель не должен превышать 500 МПа. благородный металл сплав стоматологический

Сплавы благородных металлов имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

Золотые сплавы, содержащие большое количество палладия и серебра, получили название белых золотых сплавов.

Сплавы на основе благородных металлов по назначению можно разделить на 5 групп:

1 группа - сплавы для металлокерамических протезов;

2 группа - сплавы для цельнолитых и металлокомпозитных конструкций;

3 группа - сплавы для бюгельных протезов и кламмеров;

4 группа - сплавы-припои;

5 группа - покрытия (гальванотехника).

Сплавы для металлокерамических протезов наиболее сложные по составу и физико-механическим свойствам. Эти сплавы должны иметь коэффициент температурного расширения, соответствующий коэффициенту температурного расширения керамических облицовочных масс, и содержать химические элементы, образующие оксидную плёнку для надёжного сцепления с керамикой.

Широкое использование сплавов для металлокерамических протезов потребовало новых высокотемпературных припоев. Сложность их создания связана с тем, что температура плавления припоя должна находиться в интервале между температурой плавления сплава, из которого сделан каркас протеза, и максимальной температурой обжига керамической массы.

Заключение

Прогресс в мировом стоматологическом материаловедении, возросшие требования к функциональным и эстетическим качествам зубных протезов, применение металлокомпозитных и металлокерамических зубопротезных конструкций обусловили необходимость создания для зубных протезов сплавов с высоким уровнем физико-механических и технологических свойств.

Созданные отечественные сплавы благородных металлов открывают широкие возможности в области ортопедического лечения основных стоматологических заболеваний благодаря своим уникальным свойствам - высокой функциональности, долговечности и биоинертности.

Вышеперечисленные золотые и палладиевые сплавы прошли необходимые токсикологические и санитарно-химические испытания и по заключению Всероссийского научно-исследовательского института медицинской техники соответствуют современным, ужесточённым международным требованиям к биосовместимости.

Список используемой литературы

1. Абдурахманов А.И., Курбанов О.Р. Материалы и технологии в ортопедической стоматологии. - М.: Медицина, 2008

2. Расулова М.М., Ибрагимова Т.И. Зубопротезная техника. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013

3. Вязьмитина А.В., Усевич Т.Л. Материаловедение в стоматологии. - М.: Феникс, 2002

5. Поюровская И.Я. Стоматологическое материаловедение. - М.: ГЕОТАР-Медиа, 2007.

Подобные документы

Применение золота и серебра, как основного металла для изготовления зубных протезов. Современные золотые, серебрянные и палладиевые сплавы. Температура плавления титанового и кобальто-хромовый сплавов, нержавеющей стали. Сплав на основе свинца и олова.

презентация [10,8 M], добавлен 06.09.2016

Классификация зубных протезов. Обзор применяющихся в ортопедической стоматологии сплавов. Основные требования, предъявляемые к ним. Литье сплавов металлов. Гальванический синдром, аллергия к ним. Характеристика методов изготовления зубных протезов.

презентация [2,5 M], добавлен 19.01.2015

Государственное регулирование современного рынка стоматологических услуг. Лечебно-диагностические, профилактические и реабилитационные услуги. Основные этапы и виды сегментирования. Стратегия и возможности сегментации рынка стоматологических услуг.

презентация [1,2 M], добавлен 01.04.2014

Характеристика режущих и абразивных инструментов: стоматологических боров, алмазных головок. Основные типы наконечников, принцип их работы. Обзор финиров. Набор для снятия амальгамы. Международная стандартизация ISO стоматологических инструментов.

реферат [879,4 K], добавлен 31.10.2014

Характеристика стоматологических турбин. Разновидности турбинных наконечников. Назначение и классификация угловых наконечников. Описание прямых наконечников. Специфика дезинфекции стоматологического оборудования. Оборудование стоматологического кабинета.

Благородные металлы — группа редких химических элементов, которые остаются стабильными продолжительное время при взаимодействии с агрессивными элементами, например, кислородом, без проявления на своей поверхности следов коррозии или других нежелательных химических реакций. В мире принято относить к этой категории: медь (Cu), серебро (Ag), золото (Au), платина (Pt), палладий (Pd), иридий (Ir), осмий (Os), рутений (Ru), родий (Rh) и рений (Re).

Общие сведения и история происхождения

Самородок платины

Ранняя история золота окутана мифами. Из-за своего цвета, золото связывали с солнцем, оно играло важную роль в религиозных церемониях древних цивилизаций. Древние летописи содержат интригующие легенды о царе Мидасе и Золотом руне. Даже сегодня духовные традиции многих народов приписывают золоту особые очищающие и исцеляющие силы. В древнем Египте только фараонам разрешалось украшать себя золотом.

Еще в 3000 году до нашей эры египтяне отливали золотые слитки и ставили на них штампы с именем фараона. Около 550 г. до н.э. лидийский царь Крез стал первым, кто ввел монеты из чистого золота. К 4 веку до н. э. золото добывали на территориях юго-восточной Европы, Индии и Африки и использовали для чеканки монет и украшений.

Как и история золота, история платины начинается в Египте. Египтяне более 3000 лет назад создавали золотые украшения инкрустированные платиной. Около 100 лет до н.э. коренные жители Южной Америки использовали платину для создания металлических носовых колец и других церемониальных предметов. Когда испанские конкистадоры захватили эти земли в 16-м веке в поисках золота, они практически не обращали внимания на платину, которую считали плохим металлом, потому что с ним было трудно работать.

Шведский ученый Теофил Шеффер объявил платину драгоценным металлом только в 1751 году. В 1783 году французский химик Франсуа Шабано открыл способ ее очистки. В Нью-Йорке начали использовать платину в ювелирных украшениях. С началом Второй мировой войны Pt перестала быть доступной для ювелиров. Правительство США объявило его стратегическим металлом и запретило его использование во всех невоенных целях.

В послевоенные годы сильный спрос на белое золото открыл новую ювелирную эпоху для металла . Сегодня он является предпочтительным в Японии, а в США занимает более 40 процентов рынка обручальных колец. При этом только 4 % мировой платины используется для производства монет и слитков, остальной объем используется в промышленности.

Серебро на протяжении тысячелетий использовалось для ювелирных украшений, монет, предметов культа и посуды. Первые крупные центры добычи серебра и ремесленного производства из него были в Турции и Греции.

Виды и свойства благородных металлов

Благородные металлы играют важную роль в широком спектре технологий. Они соответствуют группе переходных металлов периодической таблицы Менделеева. Перечень благородных металлов:

Свойства благородных металлов проявляются в связи с тем, что они обычно кристаллизуются в гранецентрированной кубической ГЦК-структуре, за исключением Ru, Re и Os, которые имеют гексагональную плотноупакованную ГПУ-структуру.

Добыча и обработка

Добыча золота

На долю продуктов горнодобывающей промышленности приходится 70-85% от общего объема новых поставок благородных металлов, а остальная часть получается при переработке имеющихся металлов.

Самым крупным производителем золота в мире по результатам 2019 года является Китай. В общей сложности азиатская страна добывает 420 тонн золота из рудников. За Китаем следует Австралия, добывающая 330 тонн золота и на третьем месте Россия с 242 тоннами.

Ожидается, что мировая добыча золота вырастет в 2023 г, на 2,5%, достигнув 132.1 млн. унций Значительное увеличение добычи золота в этот период планируется и в России. На золотодобывающем производстве Наталка в Магаданской области планируют увеличить производство на 300 унций дополнительно к достигнутым объемам 2019 года.

Мексика и Перу — две испаноязычные страны на американском континенте, которые производят серебра больше всех в мире. Производство серебра в 2019 году в мире составило 27 000 метрических тонн и значительно возросло по сравнению с 20 800 метрических тонн в 2005 году.

В 2019 году тремя ведущими странами-производителями серебра в мире были Мексика -196,6 млн. унций, Перу -144,9 млн. унций и Китай -114,9 млн. унций.

По итогам 2019 г. добывающие компании России получили 1119 т или 39.4 млн. унций серебра, обеспечив значительный ежегодный рост добычи.

Крупнейшими производителями платины являются Южная Африка и Россия, на долю которых приходится 89% мировых запасов, оцениваемых примерно в 69 000 метрических тонн. Около 95 процентов, находится в земной коре Южной Африки. Дальше идут Россия, Соединенные Штаты и Канада.

Платина в большинстве случаев является побочным продуктом медных и никелевых рудников и нефтеперерабатывающих заводов. Южная Африка производит около 130 тонн платины, а Россия, около 22 метрических тонн, Соединенные Штаты – 3.6 метрической тонны.

Сплавы благородных металлов

Изящные украшения создаются из драгоценных металлов, но чаще, из их смесей, называемых сплавами. На сегодня имеется множество различных сплавов, специалистами постоянно разрабатываются новые, с уникальными свойствами.

Список благородных сплавов:

Сферы применения

Драгоценные и благородные металлы используются в широком диапазоне, как в низких концентрациях в смеси веществ, таких как сплавы или в соединениях, таких как оксиды.

Антикоррозийные свойства золота, безстатическая электрическая проводимость позволяет использовать его при производстве смартфонов, продажи которых ежегодно растут. Оно также используется в электронных разъемах, требующих повышенной прочности и надежной передачи. Обычно они изготовлены из других металлических сплавов, которые затем гальванизируют золотом, чтобы противостоять окислению.

Серебро имеет самое низкое контактное сопротивление и самую высокую электрическую и теплопроводность среди металлов, что делает его необходимым для компонентов, используемых в зеленых технологиях: панелях солнечных батарей, в печатных платах и в некоторых типах батарей, когда требуемая скорость проводимости превышает скорость, которую может обеспечить медь. Чувствительность соединений серебра к свету используется в фотографии в рентгеновских и других медицинских целях.

Платина (Pt) также находит широкое применение. Сегодня 40% платины, 80% палладия (Pd) и 80% родия (Rh) используются в каталитических нейтрализаторах для легковых автомобилей, автобусах, грузовых автомобилях и других промышленных процессов. Эти элементы преобразуют выбросы из камеры сгорания в менее вредные газы.

Большая часть рутения (Ru) используется в электронной промышленности для чипов, резисторов и электрических контактов. Рений имеет очень специализированное применение, например, в качестве добавки к сплавам на основе вольфрама и молибдена для изготовления сверхтонких нитей и компонентов рентгеновских аппаратов. Используется в сплаве платины для нитей в масс-спектрометрах и других научных приборах.

Маркировка драгоценных изделий

Пробирование драгоценных металлов

Маркировка на изделия из драгоценных металлов наносится в виде “пробы”. Это выполняется, для того чтобы контролировать расход и содержание металлов в разнообразных сплавах. По нему устанавливают, какая доля благородного металла содержится в нем. Все пробы регламентируются и контролируются государством.

Сегодня особенно широко используются 2 метода пробирования — каратная германская и метрическая система. В нашей стране с 1927 года применяется метрическая система. В ней просто разобраться: цифра обозначает число грамм чистого благородного металла в 1 кг сплава. Оттиск клейма устанавливаются на внутреннюю грань кольца, на застежке или на внешней поверхности ушка у кулона.

Дополнительная информация

История развития производства

Такое деление металлов нередко применяется и в наши дни, но с тем отличием, что к двум благородным металлам древнего мира и средневековья - золоту и серебру - на рубеже XVIII и XIX вв. прибавились платина и четыре ее спутника: родий, палладий, осмий, иридий. Рутений, пятый спутник платины, был открыт только в 1844 г.

Благородные металлы очень мало распространены в природе. В природе благородные металлы встречаются почти всегда в свободном (самородном) состоянии. Некоторое исключение составляет серебро, которое находится в природе и в виде самородков, и в виде соединений, имеющих значение как рудные минералы (серебряный блеск, или аргентит Ag₂S, роговое серебро, или кераргирит AgCl, и др.).

История благородных металлов - одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа. Золотые изделия были найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV тысячелетия до н.э.).

И в древности, и в средние века основными областями применения золота и серебра были ювелирное дело и изготовление монет. При этом недобросовестные люди, как ремесленники, так и лица, стоявшие у власти, прибегали к обману, не гнушались сплавлением драгоценных металлов с более дешевыми - золота с серебром или медью, серебра с медью. Хорошо известен рассказ древнегреческого писателя Плутарха о том, как сиракузский царь Гиерон II поручил Архимеду узнать, нет ли примеси серебра в золотой короне, изготовленной по заказу царя.

Ученый, пользуясь открытым им законом, взвесил корону сначала на воздухе, а затем в воде и вычислил ее плотность. Она оказалась меньше, чем у чистого золота. Так был разоблачен корыстный ювелир.

Совершенно очевидно, что Архимед не мог воспользоваться этим приемом для разрешения заданного ему вопроса; к тому же Гиерон II запретил повреждать корону. А пробирных игл в то время в Древней Греции не было, как не были известны и способы разделения золота и серебра.

Пробирные иглы изготовляют из золота и меди (или серебра и меди), взятых в различных отношениях, заданных заранее. На отполированной поверхности пробирного камня (черного кремнистого сланца) наносят черту сперва испытуемым изделием, затем пробирной иглой, наиболее близкой к нему по цвету, а потом иглами соседних составов. Сравнивая окраску всех этих черт, можно определить приблизительно содержание благородного металла в испытуемом предмете. Пробирные иглы применялись уже в Древней Индии. В Западной Европе появились около XIV в.

Называя главные моменты ранней стадии периода первоначального накопления капитала, К.Маркс прежде всего отмечает открытие золотых и серебряных рудников в Америке. Были найдены богатые месторождения золота в Мексике (1500), в Перу и Чили (1532), в Бразилии (1577). Серебряные руды были обнаружены во второй трети XVI в. в Мексике и Перу. В XVI в. большие количества золота и серебра стали поступать из Нового Света в Европу.

Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 г. крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 г. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX в. были открыты новые месторождения золота в Сибири. С 1821 по 1850 г. в России было добыто 3293 т золота, т.е. почти в 3,9 раза больше, чем во всех остальных странах мира (893 т).

С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848 г.; Колорадо, 1858 г.; Невада, 1859 г.; Аляска, 1890 г.), Австралии (1851), Южной Африке (1884) Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.

Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. Самородная платина, по имеющимся данным, была известна в Древнем Египте, Эфиопии, Древней Греции и в Южной Америке. В XVIII в. испанские колонизаторы обнаружили в золотых россыпях в Колумбии самородки тяжелого тускло-белого металла, который не удавалось расплавить. Его назвали платиной (уменьшительное от исп. рlаtа - серебро). В 1744 г. испанский путешественник Антонио де Ульоа привез образцы платины в Лондон. Ученые очень заинтересовались новым металлом. В 1789 г. А. Лавуазье включил платину в список простых веществ. Но вскоре оказалось, что самородная платина содержит другие, еще неизвестные металлы.

В 1824 г. на Урале было добыто 33 кг самородной платины, а в 1825 г. уже 181 кг. Незадолго перед этим (в 1823 г.) был уволен в отставку министр финансов Д.А. Гурьев, приведший Россию на грань денежной катастрофы. Его преемник Е.Ф.Канкрин, чтобы спасти положение, наметил в числе прочих мер чеканку платиновой монеты. В 1826 г. горные инженеры П.Г.Соболевский и В.В. Любарский разработали технологию получения ковкой платины.

В 1828 г. был начат выпуск платиновой монеты достоинством в 3,6 и 12 руб. Но в 1845 г. царское правительство решило прекратить ее чеканку, а в 1862 г. продало за бесценок иностранной фирме остатки от аффинажа платины, накопившиеся на Монетном дворе.

В конце XIX в. спрос на платину сильно возрос, в частности, вследствие ее применения как катализатора в производстве серной кислоты. Однако владельцы уральских платиновых приисков, которые поставляли тогда около 95% мировой добычи платины, вместо того чтобы наладить аффинаж платины и производство платиновых изделий и препаратов, предпочли продавать сырую платину за границу. Так, Россия, будучи монополистом по добыче самородной платины, оказалась вынужденной покупать за рубежом платиновую посуду, проволоку и др. Только в 1914 г. был запрещен вывоз сырой платины, а в 1915-1918 гг. построен платино-аффинажный завод в Екатеринбурге.

Вскоре (в 1918 г.) была введена государственная монополия на добычу, очистку и куплю-продажу драгоценных металлов. Тогда же по инициативе проф. Л. А.Чугаева был основан при Академии наук Институт по изучению платины и других благородных металлов (в 1934 г. вошел в состав Института общей и неорганической химии АН СССР). Его директорами были Л.А.Чугаев и Н.С.Курнаков.

В капиталистических странах (по оценке на 1970 г.) общая добыча золота составляла 1293,8 т, в том числе 999,7 т приходится на Южно-Африканскую Республику, 74,2 т - на Канаду, 52,9 т - на США, 21,5 т - на Австралию, остальное - на Японию, Мексику и Индию.

Главные зарубежные поставщики платины и ее спутников - ЮАР, Канада, Колумбия, США. Относительная стоимость платиновых металлов на рынках Запада (по данным конца 1960 г. составляла, если принять стоимость золота за единицу:

Пожалуй, в доме у каждого человека найдутся изделия из благородных металлов. Но далеко не все знают, почему представителей этой категории так назвали. Многие ошибочно полагают, что благородный — значит драгоценный. Да, действительно, все благородные металлы считаются драгоценными. Но причины, по которым они получили эти звания, абсолютно разные и один статус с другим не имеет фактической связи.

Признаки благородства и классификация элементов

Понять, какие металлы называются благородными, а какие считаются базовыми или, иначе говоря, неблагородными, весьма просто. Этот статус определяется свойствами, которыми они обладают. Вещества, которые относятся к благородным металлам, не окисляются и не подвергаются коррозийному воздействию. Эти характерные особенности разительно отличают их от других элементов — все прочие металлы не могут похвастаться такой стойкостью, поэтому считаются неблагородными.

Все без исключений представители благородной категории также обладают статусом драгоценных. Принадлежность к последним обусловлена редкостью этих веществ. В список благородных металлов входят восемь элементов:

золото;
серебро;
платина;
иридий;
осмий;
палладий;
родий;
рутений.

Вещества из первой тройки считаются основными металлами благородной группы. Пять остальных относятся к так называемым дочерним элементам платины. Платиновых представителей зачастую делят на две группы:

К первым относятся палладий, родий и рутений. К последним — иридий, осмий и сама платина.

Некоторые ученые причисляют к благородным еще девятого представителя — химический элемент технеций. Но подобную точку зрения большинство специалистов не поддерживает — этот крайне редко встречающийся в природе металл обладает изрядной радиоактивностью, поэтому официально называть его в числе благородных не принято.

Основные характеристики и особенности

Итак, восемь существующих благородных металлов объединены схожими физическими и химическими свойствами, к которым, помимо устойчивости против окислительных и коррозийных процессов, относятся:

мягкость;
высокая пластичность;
невероятная прочность;
отличная теплопроводимость;
высокая тугоплавкость (за исключением серебра и золота);
хорошая тягучесть;
прекрасная электропроводимость.

Также среди характеристик веществ благородной категории стоит особо отметить красивый внешний вид. Благодаря высочайшей химической стойкости изделия, выполненные их таких материалов, сохраняют свой привлекательный блестящий облик в течение очень долгого времени.

Для сравнения в качестве наиболее яркого противоположного примера можно привести медь. Первоначальный облик изделий из этого неблагородного металла практически не уступает драгоценностям по яркому блеску и красоте. Но привлекательный внешний вид пропадает очень быстро — при контакте с воздухом элемент вступает в реакцию и начинается процесс окисления. В результате на поверхности металла образуется своеобразная пленка или, иначе говоря, налет, из-за чего изделие становится тусклым и меняет свой изначальный оттенок.

Представители драгметаллов благородной группы составляют единую категорию элементов. Но, разумеется, каждый из них имеет и собственные индивидуальные особенности.

Золото (aurum)

На вещество не способны воздействовать даже такие общеизвестные разрушители, как:

щелочи;
соли;
кислоты;
высокие температуры;
влага.

Плотность золота составляет 19,3 г/см3. Это вещество — одно из самых плотных и тяжелых среди металлов. Температура плавления металла превышает тысячу градусов Цельсия.

Серебро (argentum)

Существует две разновидности кислот, с которыми серебро вступает в реакцию:

Устойчив против влияния влаги. Но темнеет под воздействием содержащегося в воздухе сероводорода.

Достойная соперница золота за звание самого тяжелого металла. Плотность платины составляет 21,5 г/см3. Это бело-серебристое блестящее вещество плавится при температуре 1773 градуса Цельсия.

Представители платиновой группы и их индивидуальные свойства:

Палладий (palladium). В отличие от других благородных представителей при определенных условиях это вещество серебристого цвета все же окисляется. Эти условия заключаются в нагревании в температурном диапазоне 300−860 градусов. Впрочем, если превысить верхний порог, образовавшийся оксидный налет исчезнет, а сам металл еще более посветлеет. Плотность вещества равна 12 г/см3. А плавится палладий при температуре 1554 градуса Цельсия.
Родий (rhodium). Вещество голубоватого окраса почти наравне с серебром обладает хорошей отражательной способностью. Твердый, но достаточно хрупкий металл. Его плотность составляет 12,4 г/см3. Температура, необходимая для плавления родия, равняется 1962 градусам Цельсия.
Рутений (ruthenium). Внешне почти идентичен с платиной, но по своим свойствам и характеристикам близок к родию. В частности, это касается плотности. По температуре плавления среди всех металлов благородной группы уступает только осмию и иридию. У рутения она составляет 2330 градусов Цельсия.
Иридий (iridium). Серо-белое вещество по своим свойствам идентично рутению и родию. Но по плотности обходит даже платину — у иридия этот параметр составляет 22,4 г/см3. По температуре плавления этот металл входит в тройку лидеров среди элементов благородной группы (вместе в рутением и осмием). Иридий плавится при 2466 градусах Цельсия. Это вещество — самый стойкий металл. На него не оказывают воздействие ни кислоты, ни соли, ни какие-либо химические элементы.
Осмий (osmium). Белое вещество совершенно невозможно растворить в кислоте. Это абсолютный чемпион среди благородных веществ как по тяжести и плотности, так и по температуре плавления. Последняя у осмия достигает 3035 градусов Цельсия, а плотность составляет 22,5 г/см3.

История открытий

Золотые и серебряные самородки были обнаружены человечеством несколько тысяч лет назад, то есть до наступления нашей эры. Разработки их природных месторождений успешно велись на территории почти всего земного шара еще во времена древности.

Несколько примитивные приспособления и методы добычи не мешали древним людям достигать поставленных целей и проникать в недра земли. Полученные золото и серебро переплавлялись и обрабатывались. Их использовали для производства самых разных предметов. Об этом свидетельствуют исторические сведения и разнообразные изделия из этих металлов, обнаруженные при археологических раскопках древних захоронений.

До находки испанцев платина, разумеется, существовала и даже была известна людям. Ее называли белым золотом и использовали для изготовления фальшивых золотых монет и драгоценностей. В результате подобных махинаций, прокатившихся по всему миру, этот металл был официально объявлен запрещенным, в результате чего его начали топить в морской пучине.

В XVI веке испанцы заново открыли драгметалл и реабилитировали его. Но, несмотря на это, первое описание платины с научной точки зрения было сделано только в XVIII веке английским ученым Уильямом Уотсоном.

Остальные представители группы

Оставшиеся представители, элементы платиновой группы, были открыты один за другим в XIX веке. Они прекрасно символизируют эпоху научных исследований и открытий.

Родий и палладий были получены в ходе химических опытов англичанином Уильямом Хайдом Уолластоном в 1803 году. Ровно через год таким же образом были открыты осмий и иридий, но уже другим английским химиком — Смитсоном Теннантом.

Под таким именем металл просуществовал до 1844 года, когда профессор университета Казани, русский ученый Карл Клаус начал масштабное изучение этого элемента. По окончании всестороннего исследования Клаус переименовал вещество в рутений — в честь великой Руси.

Нахождение в природе и получение

Каждый из благородных элементов встречается в природе в двух формах — самородковой и примеси в рудах. Но стоит отметить, что в отличие от золота и серебра, платины в виде чистого вещества не существует в природе. А серебряные самородки попадаются очень редко.

Месторождений руд благородных металлов в мире осталось не так много, как хотелось бы. По этой причине их разработки ведутся под строжайшим контролем предприятий, которым принадлежат соответствующие разрешения на добычу драгоценных металлов в конкретных месторождениях.

Кроме того, благородные элементы зачастую выделяются при разработке руд неблагородных металлов. Способы, которыми могут добываться благородные металлы из руды, активно совершенствуются и обретают все больше вариаций.

Сферы и области использования

Уникальные неповторимые качества этих веществ обусловили их применение в самых разнообразных отраслях и сферах. Этому не помешала даже высокая стоимость таких материалов.

Разумеется, первое, с чем ассоциируется драгоценное сырье — это ювелирные изделия. Украшения и другие предметы, выполненные из таких металлов, пользуются огромным спросом, что вполне объяснимо. Это не только красиво, но и выгодно. Драгоценности всегда были отличным вложением денежных средств.

Не менее известно и использование благородных материалов в качестве валюты. Впрочем, в современном мире монеты из таких металлов — это объект инвестирования или коллекционирования. В области инвестиций драгметаллы неизменно пользуются популярностью и востребованностью. Особенно это касается золота.

Кроме того, эти элементы широко применяются (для изготовления изделий полностью, отдельных деталей и так далее):

в производстве различной техники и электроники, включая микротехнологии;
в авиации и космонавтике;
в машиностроении (от различных агрегатов до автомобилей);
в производстве радиоаппаратуры;
в химической отрасли, включая лабораторную сферу (от посуды до техники);
в медицине;
в производстве различных защитных покрытий для абсолютно любых поверхностей (от ракет и аппаратуры до зеркал, труб, керамики, металлов и дерева);
в кино- и фотопромышленности;
в производстве часов и часовых механизмов.

Причем в медицине благородные металлы используются не только для изготовления инструментов и медтехники, но также и в производстве лекарственных препаратов. И это далеко не все — перечислить все области и сферы применения драгоценных материалов невозможно.

Вещества, относящиеся к благородным, играют крайне значительную роль. Они встречаются каждый день в какой-либо форме и используются практически во всех отраслях. Какой станет жизнь человечества и мир вокруг, когда природные запасы этих металлов иссякнут, можно только гадать.

Читайте также: