VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Общая характеристика золота ……………………………………………….3

2. Характеристика легирующих компонентов золотых сплавов в производстве ювелирных изделий………………………………………………4

3. Системы проб золотых сплавов……………………………………………….5

4. Характеристика золотых сплавов для ювелирного производства по содержанию компонентов……………………………………………………….7

5. Характеристика золотых сплавов для ювелирного производства по цветовому признаку………………………………………………………………9

6. Потускнение сплавов золота…………………………………………………10

Заключение……………………………………………………………………….11

Литература……………………………………………………………………….11

Введение

О том, что драгоценному металлу можно придать широкий спектр оттенков, известно уже с давних времён. В ювелирной промышленности цветное золото впервые стало применяться в 19 веке. Это произошло в связи с открытием новых благородных металлов — осмия, родия и палладия. Тогда же стали проводится эксперименты по введению их в драгоценные сплавы. Несмотря на то, что компоненты были известны, технология соединения металлов хранилась ювелирами в строжайшем секрете.

Уже в это время стало ясно, что лигатура в сплаве влияет на цвет и прочность изделий, но не на их пробу. Содержание примесей не должно превышать допустимых 0,17 %. Поэтому в настоящее время независимо от того, какой металл был использован в качестве лигатуры, общий золотосодержащий сплав считается драгоценным.

1.Общая характеристика золота

Золото — элемент 11 группы Периодической системы химических элементов. Из известных 37 изотопов золота, в природе встречается только один стабильный изотоп – ¹⁹⁷Au с атомным весом 197, атомным номером 79. Остальные изотопы, получаемые в атомных реакторах, нестабильны и обладают максимальным периодом полураспада в 186 дней (¹⁹⁵Au).

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. Растворяется также в водных растворах цианистых металлов в присутствии кислорода или других окислителей, в растворах тиомочевины в присутствии окислителя. Легко соединяется с ртутью, образуя амальгаму. Вступает в реакцию с хлором, бромом и йодом.

В природе золото обычно встречается в виде металла. Известны два пути его концентрирования. Это первичные (рудные, коренные) месторождения или вторичные (россыпные), образованные в результате разрушения рудных (коренных) месторождений. Золото в россыпях обычно чище рудного и имеет более высокую пробу. Отдельные металлические обособления принято считать самородками.

Золото в природе никогда не бывает в чистом виде. В нем всегда присутствуют примеси. Цвет природного золота различен и зависит от наличия инородных металлов в качестве примесей.

Продукцию приисков принято называть шлиховым золотом. Чистота шлихового золота различна и может колебаться от 500-й до 970-й пробы, т. е от 50 до 97% чистого золота в металлической массе. Поскольку шлиховое золото состоит из частиц разной пробы и разного содержания, оно требует очистки от примесей до однородно высокой чистоты. Это достигается путем аффинажа (очистки, рафинирования) на специальных аффинажных предприятиях. Чистое золото - понятие условное, степень чистоты выражается пробой 999; 999,9 и т д., однако 1000-й пробы нет. Золото, как и все металлы, маркируется. Марка чистого золота Зл 999 означает, что в его составе золота (Зл) 99,9%, остальное примеси; Зл 999,9 – в составе золота 99.99%, остальное примеси. В качестве примесей - свинец, железо, сурьма, висмут, медь, серебро в допустимых пределах. Аффинированное золото выпускается в слитках различной массы.

Золото представляет собой металл желтого цвета, очень тяжелый, но при этом мягкий и пластичный.

Золото единственный металл, который в чистом виде обладает желтым цветом. Цвет золота яркий, теплый и приятный. Благодаря цвету, люди с самой древности связывали золото с солнцем.

2. Характеристика легирующих компонентов золотых сплавов

В состав золотых сплавов в качестве легирующих компонентов могут входить: серебро, медь, палладий, никель, платина, кадмий и цинк. Каждый из компонентов по-своему влияет на свойства сплава.

Серебро придает золотому сплаву мягкость, ковкость, понижает температуру плавления и изменяет цвет золота. По мере добавления серебра цвет сплава зеленеет, переходя в желто-зеленый; при содержании серебра более 30% цвет становится желто-белым и бледнеет по мере увеличения количества серебра; при содержании в сплаве 65% серебра цвет сплава становится белым.

Медь повышает твердость золотого сплава, сохраняя ковкость и тягучесть. Сплав приобретает красноватые оттенки, усиливающиеся по мере повышения процентного содержания меди; при содержании 14.6% меди сплав становится ярко-красным. Однако медь понижает антикоррозийные свойства сплава.

Палладий повышает температуру плавления золотого сплава и резко изменяет его цвет – присодержании в сплаве 10% палладия слиток окрашивается в белый цвет. Пластичность и ковкость сплава сохраняются.

Никель изменяет цвет сплава в бледно-желтый, повышает твердость. Содержание никеля повышает текучесть расплава, а значит, литейные качества.

Платина окрашивает золотой сплав в белый цвет интенсивнее палладия. Желтизна теряется уже при содержании 8,4% платины в сплаве. Резко повышается температура плавления сплава. При повышении содержания платины до 20 % увеличивается упругость сплава.

Кадмий в составе сплава резко понижает температуру плавления, но сохраняет ковкость и пластичность сплава.

Цинк резко понижает температуру плавления сплава, повышает текучесть его, придает сплаву хрупкость и зеленоватый оттенок.

Участие каждого компонента в золотом сплаве определяется в зависимости от свойств, которыми должен обладать сплав.

3. Системы проб золотых сплавов

Во всем мире для распознания количества входящей в золотой сплав лигатуры используется несколько систем. Наиболее известными являются метрическая и каратная системы. Из-за того, что золотом пользовались задолго до глобализации, на разных континентах образовались свои системы исчисления золота.

Один карат — это 1/24 доля чистого драгоценного металла в сплаве.

Минимальное значение количества карат золота зависит от страны. Так, в США 10 карат является минимальным стандартом золота, а золото с чистотой 14 карат является наиболее популярным. Во Франции, Австрии, Португалии, Ирландии и Великобритании можно называть золотом все, что имеет 9 карат. А в Дании, Греции и Германии минимальное количество карат является 8.

Каратную систему также используют и для измерения веса драгоценного камня, но не следует смешивать эти две системы. Один карат золота соответствует 41,(6) грамм, тогда как 1 карат драгоценного камня равен 200 мг. Золото в 24 карата эквивалентно 999,9 пробе в метрической системе и считается чистым. 24-каратное золото должно быть эквивалентно 1000 пробе. Однако на практике невозможно достичь 100% чистоты золота, и в любом чистом золоте будет немного примеси, поэтому договорились принимать 24-каратное золото за 999,9 пробу. В каратной системе существуют показатели 9, 10, 12, 14, 18, 23, 24.

В России уже долгие годы пользуются метрической системой. Она более простая и понятная и указывает на количество граммов золота, входящего в состав сплава весом в 1кг. Так, если в 1000 граммах сплава находится благородного металла 585 грамм, а лигатура, соответственно составляет вес в 415 грамм, то изделиям, которые будут изготовлены из данного слитка, станут носить пробу 585.

Проба — это количество драгоценного металла в сплаве, выраженная в тысячных долях. Количество лигатуры — обратная величина пробы.

До 1927 года сначала в Российской империи, а затем и в Советском Союзе использовали иную систему проб, которая называлась золотниковой. Для нее были характерными 92,72 и 56 пробы. 1 золотник равен 96 долям. До сих пор иногда встречаются украшения с такой маркировкой. С 1928 года было принято решение о переходе на метрическую систему, указывающую количество золота на 1000 граммов сплава.

4. Характеристика золотых сплавовдля ювелирного производствапо содержанию компонентов

Сплав АuЗЗЗ

Содержание компонентов по массе в сплаве составляет 1/3 золота и 2/3 легирующих металлов. Хотя в этом конкретном случае название только указывает на близость к золоту, качества же данного сплава другие: даже при хорошей полировке цвет сплава существенно отличается от цвета золота; богатые медью сплавы красного цвета неустойчивы на воздухе и быстро тускнеют, все сплавы АuЗЗЗ легко растворяются в азотной кислоте; на практике применяются чаще сплавы розового цвета, хотя их механическая обработка из-за высокой твердости и прочности при незначительном относительном удлинении (высокая хрупкость) затруднена; впрочем, затруднена и пайка. С помощью - дополнительных добавок никеля и цинка механические свойства сплава можно улучшить настолько, что его относительное удлинение удваивается и сплав становится пригодным даже для глубокой вытяжки. Но в то же время эти добавки ухудшают жидкотекучесть сплава и его способность к пайке.

Сплав Аu375

По сравнению с АuЗЗЗ его потребительские свойства несколько лучше: цвет полированной поверхности такой же, сплав не так быстро тускнеет и обладает более высокой химической стойкостью Сплавы Аu375 пригодны для всех видов холодной обработки и литья. Цвет сплавов по цветовому тону совпадает со сплавом Аu585 (красное золото). Сплавы Аu375 относятся к тускнеющим на воздухе, что ограничивает их применение.

Повышенной коррозионной стойкости добиваются добавлением в сплав палладия, хотя такой сплав имеет более низкие литейные свойства. Сплавы бледно-желтого и розового цветов несколько лучше поддаются пайке; твердость и прочность сплавов розового цвета немного выше. Используются данные сплавы, как правило, для изготовления обручальных колец.

Сплав Аu500

Пригодны для прокатки, волочения, ковки, штамповки. Сплавы имеют низкие литейные свойства. С увеличением содержания серебра цвет сплавов меняется от красного до зеленоватого. Данный сплав практически не применяется в изготовлении ювелирных изделий, не рекомендуется для производства и упоминается для осуществления пробирного надзора имеющихся в обращении изделий.

Сплав Аu585

Аи585 является основным сплавом, применяемым для изготовления ювелирных украшений: обладает приятным цветом и хорошим блеском, а твердость и прочность его отвечают требованиям практического применения, к тому же сплав хорошо поддается формоизменению (сплав 585-й пробы в нашей стране введен в 1989 г. взамен 583-й). На воздухе все сплавы данной пробы устойчивы, т.е. практически не тускнеют. Цвет сплавов 585-й пробы может быть самым разнообразным - от красного, желтого или зеленого до белого различной интенсивности и оттенков. Красноватые сплавы еще растворяются в кислотах, а бледно-желтые растворяются очень слабо.

Обработка сплавов розового цвета иногда затруднена. Сплавы же красноватого и бледно-желтого цветов, т.е. богатые медью и серебром, легко поддаются пластической деформации. Сплав обладает хорошими литейными свойствами.

Сплав Аu750

Высокое содержание золота в сплавах в значительной степени определяет их свойства: сплавы хорошо полируются, цвет сплавов колеблется от желто-зеленоватого через красноватые оттенки до белого, устойчивы на воздухе. В химическом отношении сплавы уже почти схожи с чистым золотом. Они разрушаются только в царской водке и устойчивы против сильных кислот.

Так как твердость и прочность сплавов Аu750 возрастают с увеличением содержания меди, то по сравнению со сплавами Аu585, сплавы Аu 750 значительно легче поддаются обработке, что особенно характерно для сплавов розового цвета. Для тонкой рельефной выколотки, филигранных проволочно-гибочных работ при которых материал подвергается высоким напряжениям, сплавы Аu 750 наиболее предпочтительны. Литье и пайка всех сплавов 750-й пробы не представляют трудности.

Сплав Аu958

Сплав 958-й пробы трехкомпонентный, кроме золота в своем составе имеет серебро и медь, используется в основном для изготовления обручальных колец. Сплав считается высокопробным, обладает наибольшей насыщенностью цвета и наиболее высокую химическую стойкость. Очень мягкий сплав, в результате чего полировка на изделии держится недолго.

5. Характеристика золотых сплавовдля ювелирного производствапо цветовому признаку

Золотые сплавыможно классифицировать по цветовому признаку на желтые, красные, зеленые, белые, розовые и т. д., в зависимости от оттенков. Но сплавы одного цвета могут иметь различную пробу.

Сплавы «белого золота»

Элементами, наиболее обесцвечивающими золото, являются палладий, никель и платина. Палладий (благородное белое золото) повышает температуру плавления золотого сплава и резко изменяет его цвет. При содержании в сплаве 10% палладия изделие окрашивается в белый привлекательный цвет, не требующий покрытия родием, а при пайке и отжиге не изменяется. Пластичность и ковкость сохраняются, сплав хорошо поддается обработке; в оправах из этого сплава легко ставятся корнеры при закрепке камня. Белое золото на основе палладия дороже, чем на основе никеля. Никель (неблагородное белое золото) изменяет цвет на бледно-желтый. Сохраняя ковкость металла, никель придает ему твердость и повышает литейные свойства Никель растворяется в меди в любом соотношении, а вот серебро растворяет лишь незначительное количество никеля, увеличение же содержания никеля приводит к его охрупчиванию.

Неблагородное белое золото, по сравнению с белым золотом, содержащим палладий, имеет только одно преимущество: оно дешевое. Платина окрашивает золото в белый цвет интенсивней палладия. Желтизна теряется при содержании в сплаве более 8% платины. Также повышается температура плавления сплава.

Красный оттенок золотому сплаву придает медь. Обычный состав лигатуры такого сплава — это серебро и медь.Синее золото— получается при сплавлении золота с железом (редкий случай двухкомпонентного сплава).Зеленый оттенок получается при плавлении золота с серебром с добавлением кадмия. Оттенок золота может стать даже лиловым — для этого в сплав нужно добавить алюминий, кобальт и палладий.

Кроме того, возможно получение светло-оливкового оттенка золотого сплава (добавление теллура), блестящего черного оттенка (добавление серебра или никеля и кобальта), а также некоторых других.

Золото образует несколько металлидов, которые отличаются выразительными цветовыми оттенками. Самым известным из них является пурпурно-фиолетовое «аметистовое золото», содержащий по массе 78,5% золота и 21,5% алюминия.Несмотря на высокую массовую долю золота, доля атомов легкого алюминия составляет 2/3 от общего числа атомов, и поэтому он и определяет свойства: соединение подвержено коррозии; оно настолько твердое и хрупкое, что пригодно только для литья, а затем его можно обрабатывать как драгоценный камень; при этом любой вид формоизменения, например, ковка, прокатка и вытяжка, невозможен.

6. Потускнение сплавов золота

Чистое золото не изменяется под влиянием атмосферных воздействий. Если сплавы золота со временем и меняют цвет, то это объясняется теми же реакциями с присадочными металлами. Предел стойкости трех компонентных сплавов соответствует 25%-му содержанию в них атомов золота. Это означает, что если сплав золота устойчив к влиянию воздуха, то соотношение атомов золота и атомов присадочного металла в нем должно быть, по меньшей мере, как 1:3.

На практике это означает: все обычно применяемые сплавы Аu333 тускнеют; сплавы золота красного цвета более склонны к потускнению, чем сплавы бледно-желтого цвета; красные сплавы тускнеют даже при соотношении золота и меди 1:1; бледно-желтые сплавы становятся матового желтовато-зеленого цвета; красноватые сплавы становятся темно-коричневыми. Потускнение украшения усиливается и под действием сильнодействующих химикатов. Абсолютно устойчивы на воздухе лишь сплавы, начиная с Аu750.

Заключение

Качественный состав легирующих компонентов влияет на цвет сплава, количество лигатур определяет пробу сплава. Сплавы одного цвета могут иметь различную пробу. Элементами, наиболее обесцвечивающими золото, являются палладий, никель и платина. Участие каждого компонента в золотом сплаве определяется в зависимости от свойств, которыми должен обладать сплав.

Во всем мире для распознания количества входящей в золотой сплав лигатуры используется несколько систем. Наиболее известными являются метрическая и каратная системы. В России уже долгие годы пользуются метрической системой. Она более простая и понятная и указывает на количество граммов золота, входящего в состав сплава весом в 1кг.

Литература

1. Айлова Г.Н., Васильева М.П., Петренко И. А. и др. Товароведение и экспертиза металлохозяйственных и ювелирных товаров. - СПб.: Питер, 2005. - 304 с.: ил. - (Серия «Учебное пособие»).

2. Стоун Д. Ювелирная энциклопедия. М.: Кристалл, 2008

3. http://www.znaytovar.ru/m/forum/topic/topic199.htm

4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/

Код для цитирования: Скопировать