Металлы вводимые в состав сплавов благородных металлов

Обновлено: 17.05.2024

ЛИГАТУРА, металлы, входящие в сплав с благородным металлом. Введение лигатуры в торговые и технические сплавы благородных металлов вызывается коммерческими соображениями или стремлением придать сплаву определенные механические свойства (твердость).

Лигатуры золотых и серебряных сплавов . Чистое золото значительно мягче серебра. Сплавы золота с серебром тверже, более легкоплавки и более пластичны, чем каждый из этих металлов в отдельности. Твердость этих металлов увеличивается и от прибавления к ним меди или другого неблагородного металла. Из сплавов золота с серебром наибольшей твердостью обладает сплав с содержанием 1/3 серебра; из сплавов золота с медью - сплав с содержанием 12% меди. Небольшое прибавление серебра существенно изменяет цвет золота, придавая ему бледный тон; при 50% серебра желтая окраска сплава исчезает.

Золото с серебром и золото с медью образуют непрерывный ряд твердых растворов. Из сплавов золота, с медью наиболее легкоплавок (температура плавления 885°С) сплав с содержанием 82% меди. Серебро с медью дает эвтектику (при содержании 28% меди) с 778°С. Растворимость в твердом состоянии (после отжига) меди в серебре равна 7,5% и серебра в меди ~8%. Самородный сплав золота и серебра (45%) носит название электрума. В ювелирном деле содержание серебра в золотых изделиях изменяется в пределах от 25 до 30% и выше. В эти сплавы часто вводят небольшие количества меди. Т. н. зеленое золото содержит ~ 10% серебра. Присутствие меди делает сплавы красно-золотыми.

Ликвация лигатурных сплавов в некоторых случаях сказывается довольно сильно, и ее необходимо учитывать при опробовании лигатурных сплавов. Ликвация довольно заметна в сплавах серебра с медью и золота с медью: разность содержания золота в различных частях таких слитков достигает 10—15 тысячных. Содержание серебра повышается к центру слитка, а золоту - к периферии. Присутствие свинца, цинка и сурьмы еще более усиливает это явление. Особенно сильно явление ликвации сказывается в сплавах платины, осмия и иридия. Белое золото, в собственном смысле этого слова, представляет собою сплав золота с палладием. Этот сплав содержит золота 750 проб, остальные 250 проб - палладий и небольшое количество серебра. Сплавы золота с рутением сходны с описанными выше сплавами золота. Для дешевой имитации «белого золота» употребляют никелевый сплав (состав: 55% меди, 21% цинка, 24% никеля), который сплавляют с чистым золотом; для получения «зеленого золота» применяют таким же образом обыкновенную латунь состава: 67% меди, 33% цинка. Алюминий дает ряд сплавов с золотом, интересных по интенсивности их окраски, которая изменяется от желтой до пурпуровой, и по изменению в широких пределах их твердости и температуры плавления. Сплав золота, содержащий 22% алюминия (соответствует химическому соединению АuАl₂), имеет характерный пурпуровый цвет. Так называемое алюминиевое золото представляет собою сплав меди с алюминием (около 25% алюминия); этот сплав мало подвержен действию азотной кислоты, очень похож по цвету на золото, но отличается более низким удельным весом. Весьма небольшое количество свинца (менее 1 ч. на 1000 ч.) делает золото ломким, особенно в горячем состоянии. Таким же образом влияет присутствие в сплаве Bi, Те, Sn, Sb и As. Zn и Cd, даже в случае присутствия их в большом количестве, дают менее ломкие сплавы. Отжиг устраняет ломкость, обусловленную присутствием следов свинца, но не устраняет влияния Bi или Те. Теллур делает сплав золота очень легкоплавким; при нагревании теллур улетучивается. Влияние примесей на свойства серебра сходно с описанным для золота.

Для спаивания чистого и лигатурного золота служат сплавы различного состава. При этом пользуются сплавами, значительно более легкоплавкими, чем спаиваемые предметы, но мало отличающимися от них по цвету. Некоторые из этих сплавов состоят из цинка, меди, серебра и золота. В присутствии нескольких % цинка сплавы золота с медью не делаются ломкими, но они весьма тверды и с трудом поддаются прокатке; в последнее время цинк в таких сплавах заменяют кадмием. При спаивании эти сплавы теряют вследствие улетучивания при нагревании цинк и кадмий и постепенно делаются менее плавкими.

Согласно положению о пробирном надзоре, внутреннее достоинство сплава благородного металла, из которого изготовляются изделия, а также слитки, полосы, золотые и серебряные листы, выражается в цифрах, указывающих число частей чистого золота или серебра в тысяче весовых частей сплава. Все части золотых и серебряных изделий д. б. не ниже установленной пробы. Исключение из данного правила допускается в тех случаях, когда необходимо придать изделиям соответствующие механические качества. В СССР установлены следующие пробы: 1) для платиновых изделий - 950, 2) для золотых изделий - 583, 750 и 958, 3) для золотобойного производства - от 910 до 1000, 4) для зеленого золота - 750, 5) для серебряных изделий - 800, 875 и 916. Кроме указанной (французской) системы практиковалась оценка внутреннего достоинства сплава, из которого готовятся выпускаемые в продажу изделия, посредством пробы, устанавливающей число золотников чистого благородного металла в лигатурном фунте, т. е. в 96 золотниках сплава. Для золотых изделий установлены пробы 56, 72 и 92; для серебряных изделий - 76, 84 и 88; для изделий золотобойного производства - от 87 до 96; для зеленого золота - 72. В Англии и Америке проба лигатурных сплавов выражается в каратах (1/24 ч.) или в тысячных частях. Т. о. проба чистого золота 24 карата или 1000. Стандартное монетное золото в США имеет 900-ю пробу. Стандартное британское монетное золото имеет 916-ю, 666-ю пробу, что составляет 22 карата. Серебряная монета в США имеет 900-ю пробу. Британская серебряная монета в течение долгого времени отвечала 925-й пробе, но с 1920 г. проба снижена до 500.

Лигатуры сплавов платины . Сплавы платиновых металлов находят себе применение в химической и электротехнической промышленности, в зубоврачебном и ювелирном деле, а также для изготовления различных мелких изделий. Введение лигатуры в сплавы платины требуется в виду большой мягкости последней. Для повышения твердости практиковалось введение иридия в количестве 1—20% и даже до 30%. Кроме того, применяются сплавы с содержанием от 3 до 5% иридия и 5% тантала. В электротехнической промышленности применяется ряд сплавов для изготовления различных частей аппаратуры. Лигатуры этих сплавов приведена в табл. 1.

Весьма большой спрос на сплавы платины предъявляет ювелирное дело. Лигатуры этих сплавов приводится в табл. 2.

Классификация драгоценных металлов и сплавов

Драгоценные металлы включают восемь элементов: два – золото (Au) и серебро (Ag) из первой группы Периодической системы Д.И. Менделеева и шесть – платина (Pt) и платиноиды или металлы платиновой группы (МПГ) — палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir), рутений (Ru), родий (Rh) из восьмой группы.

По химическому составу, параметрам и терминологии драгоценные металлы и сплавы соответствуют классификации и терминологии другим металлам и сплавам, исключая специальные понятия и термины.

Драгоценные металлы характеризуются малой химической активностью, коррозионной устойчивостью к атмосферным воздействиям и минеральным кислотам. Изделия из драгоценных металлов (сплавов) обладают красивым внешним видом – благородством.

В терминологическом плане существуют различия в наименовании металлов: благородные и драгоценные. Термин «благородные металлы», отражает их химическую стойкость и этот термин лучше использовать по отношению к природным объектам (рудам).

Драгоценными, т.е. имеющими высокую стоимость, лучше называть эти металлы в составе различных изделий, монет, слитков, а также в металлургической практике, включая аффинаж.

В английской терминологии, понятие «precious metals» — драгоценные металлы — применяется в металлургических процессах, а термин «noble metals» — благородные металлы — в изделиях, в т.ч. ювелирных.

Учитывая ГОСТ (ДСТУ) и технические условия (ТУ), установленные на марки драгоценных металлов в полуфабрикатах, изделиях, аффинированных слитках, гранулах и порошках, можно составить следующую общую классификацию драгоценных металлов и их сплавов.

1. Легирующие компоненты в сплавах драгоценных металлов

Простыми металлами следует считать металлы, не содержащие легирующих компонентов, т.е. химических элементов, специально добавляемых к ним для приобретения требуемых свойств.

Металлическими сплавами следует считать сплавы двух и более металлов или металлов и металлоидов, причем к металлическим сплавам, в состав которых входят металлоиды, надо относить только те сплавы, у которых сохраняются металлические свойства: непрозрачность в твердом и жидком состояниях; кристалличность строения; особый металлический блеск; хорошую тепло- и электропроводность; электроположительность (т.е. свойство вещества при действии на него электрического тока отлагаться на отрицательном полюсе); непрочность соединений с водородом и, наоборот, соединение с кислородом с образованием оксидов, дающих с водой основные гидраты, по свойствам противоположные кислотным гидратам, образуемым неметаллами или металлоидами.

2. Деление сплавов драгоценных металлов по числу компонентов

Сплавы драгоценных металлов по числу компонентов делят на:

двухкомпонентные (двойные);
трехкомпонентные (тройные);
четырехкомпонентные (четверные) и т.д.

По содержанию легирующих компонентов сплавы подразделяются на:

низколегированные (содержание легирующих компонентов до 2,5 %);
среднелегированные (содержание легирующих компонентов 2,5…10 %);
высоколегированные (содержание легирующих компонентов свыше 10 %).

3. Содержание примесей и загрязнений в металлах и сплавах драгоценных металлов

Примесью считается любой химический элемент, который не вводят в металл или сплав преднамеренно и который (в определенных пределах) не ухудшает свойств металла или сплава (соответствует ДСТУ, ГОСТ, ТУ). Примесь в металле и в сплаве образуется вследствие того, что она содержалась в исходных материалах (рудах, ломе, отходах, флюсах и т.д.) или (и) в результате процессов раскисления, рафинирования и пр. Загрязнением считается химический элемент, который так же, как и примесь, не вводят в металл или сплав преднамеренно, но в отличие от примеси его присутствие (в определенных пределах) ухудшает свойства металла или сплава. Загрязнения не регламентируются нормативными документами.

Количество примеси или загрязнения, которое можно установить только качественным анализом (но не количественным), носит название следов примеси или загрязнения.

Суммарное содержание в металле или сплаве основного и легирующих компонентов, выраженное в процентах по массе, характеризует степень чистоты металла или сплава.

4. Деление драгоценных металлов и сплавов по степени чистоты

Драгоценные металлы и сплавы по степени чистоты делятся, на:

металлы и сплавы пониженной чистоты — степень чистоты от 95 до 99 %;
металлы и сплавы средней чистоты (технически чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,0 до 99,90 %;
металлы и сплавы повышенной чистоты — степень чистоты от 99,90 до 99,99 %;
металлы и сплавы высокой чистоты (химически чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,990 до 99,999 %;
металлы и сплавы особой чистоты (спектрально чистые металлы и сплавы) — степень чистоты от 99,999 до 99,9999 %.

Каждый металл или сплав имеет номинальный, допустимый и действительный химический состав по содержанию компонентов и примесей.

Номинальным химическим составом металла или сплава следует считать химический состав без указания пределов содержания компонентов и примесей.

Допустимым химическим составом металла или сплава следует считать химический состав с указанием верхнего и нижнего пределов (или только одного из них) содержания компонентов и примесей.

Действительным химическим составом металла или сплава следует считать химический состав по компонентам и примесям практически изготовленного металла или сплава.

5. Специальные понятия и определения

Классификация драгоценных металлов и сплавов относительно классификации других металлов и сплавов имеет целый ряд принципиальных отличий. К основным из них особенностям относятся:

обособленность и самостоятельность всей этой группы металлов и содержащих их сплавов относительно других групп металлов и сплавов;
особое несогласуемое с другими металлами и сплавами построение марок сплавов, содержащих драгоценные металлы;
особое обозначение марок этих сплавов и особое общее и частное наименование сплавов в случаях, когда драгоценные металлы не являются в них основными компонентами или, когда в сплавах для изготовления изделий бытового потребления присутствует в качестве компонента, наряду с другими драгоценными металлами, золото;
особое исчисление и особое количественное выражение числовых значений содержания золота, серебра, платины и палладия в марках драгоценных металлов и сплавов в полуфабрикатах и изготовляемых из них изделий, поступающих в обращение к населению или имеющих музейно-выставочное и другое специальное назначение.

Отличия эти сложились исторически на основе многовековой мировой практики производства, апробирования, учета, нормирования, продажи, купли и потребления этих особых металлов и сплавов, а также издавна и почти повсеместно осуществляемого за ними специального пробирного надзора и поэтому стали узаконенными постановлениями правительств многих стран и международных соответствующих организаций, а также всеобщей традицией.

Причина же возникновения и сохранения в том же виде этих традиций — особая роль драгоценных металлов, которую они играют в валютных, финансовых, банковских, таможенных и других сферах, не свойственная другим металлам; исключительное положение в сфере бытового и специального потребления; особая значимость в технике и осуществлении дальнейшего технического прогресса, где они находят все большее применение и во многих случаях незаменимы другими металлами, а также их высокая стоимость и крайняя ограниченность распространения и добычи.

Учитывая сложившиеся в мировой практике положения по производству и потреблению драгоценных металлов и устраняя одновременно некоторые явно противоречивые отступления, можно составить и рекомендовать для практического применения следующую специальную классификацию драгоценных металлов по их химическому составу.

Драгоценные металлы и любые сплавы, содержащие их в качестве компонентов, представляют собой, наряду с другими группами металлов и сплавов (черные и цветные), самостоятельную группу, которую следует именовать в общем виде «драгоценные металлы и сплавы».

Делят группы драгоценных металлов и сплавов на основные структурные деления (подгруппы), которые называются по наименованию драгоценных металлов. При этом учитывается их количественное (в процентах по массе) содержание в сплаве. Сплавы, которые содержат в качестве компонента золото и предназначены для изготовления изделий бытового назначения, подлежащие компетенции пробирного надзора, тогда независимо от содержания других драгоценных компонентов золото считается основным компонентом и определяет наименование сплава.

Основной драгоценный компонент сплава одновременно считается и основным компонентом сплава в целом, т.е. независимо от того, содержится ли он в превалирующем или в меньшем количестве в этом сплаве относительно содержания в сплаве недрагоценных компонентов.

Таким образом, основным драгоценным компонентом и основным компонентом сплава драгоценного металла является любой драгоценный металл, содержащийся в сплаве в превалирующем количестве относительно других драгоценных металлов и в любом количестве относительно недрагоценных компонентов сплавов.

Легирующими компонентами в сплавах драгоценных металлов являются все недрагоценные компоненты, а также все драгоценные компоненты, содержащиеся в сплавах в количествах, меньших, чем основные драгоценные компоненты.

В группу драгоценных металлов и сплавов в общем виде входят следующие структурные подразделения (подгруппы): серебро и его сплавы; золото и его сплавы; платина и ее сплавы; палладий и его сплавы; родий и его сплавы; рутений и его сплавы; иридий и его сплавы; осмий и его сплавы.

К сплавам серебра либо золота, платины, палладия, родия, рутения, иридия или осмия относятся любые сплавы, в которых каждый из этих металлов соответственно присутствует в качестве компонента в любых количествах, но более содержания других драгоценных металлов.

При этом, если сплав содержит одновременно несколько драгоценных металлов в одном и том же количестве, то основным драгоценным и основным компонентом в таких сплавах следует считать драгоценный металл, определяющий основное назначение данного сплава. Например, в сплаве 50 % Ag + 50 % Pd, предназначаемом для электрических контактов, следует считать основным компонентом серебро, а сплав именовать серебряным, так как серебро в этом сплаве выполняет основное назначение контакта — электропроводность.

В зависимости от назначения входящих в сплавы компонентов и назначения сплавов в целом сплавы драгоценных металлов могут подразделяться:

на основные сплавы, предназначаемые для непосредственного производства полуфабрикатов и изделий из них;
на припойные сплавы или просто припои, предназначаемые для непосредственного производства припойных полуфабрикатов, применяемых в качестве материалов сочленения деталей изделий методом пайки;
на промежуточные сплавы или лигатуры, применяемые в качестве шихтовых материалов для приготовления основных и припойных сплавов с целью сокращения угара легкоплавких составляющих шихт или введения в основной сплав тугоплавких составляющих его компонентов.

В зависимости от сфер потребления драгоценных металлов и сплавов они подразделяются:

на металлы, аффинированные, предназначаемые для производства полуфабрикатов, изделий и для специальных целей;
на металлы и сплавы в полуфабрикатах, предназначаемые для производства полупродуктов, либо изделий промышленного потребления, а также на металлы и сплавы в изделиях того же потребления;
на металлы и сплавы в полуфабрикатах, предназначаемых для производства основ или деталей изделий, а также в самих изделиях бытового, музейно-выставочного и другого потребления и подлежащих в виде изделий обязательному контролю и клеймению органами пробирного надзора. В свою очередь, основные, припойные и подготовительные сплавы серебра, золота, платины и т.д. подразделяются на подгруппы по наименованию этих сплавов, определяемые наименованием входящих в них компонентов. Сплавы серебра подразделяются на сплавы серебра с медью, серебра с кадмием, серебра с медью и никелем и т.д. Припои серебряные подразделяются на припои серебра с медью и цинком, серебра с медью и фосфором и т. д.

Классификация драгоценных металлов и их сплавов в зависимости от их химического состава построена таким образом, что металлам и сплавам присвоены сокращенные или вообще условные обозначения их качественного (в буквах) и количественного (в буквах или цифрах) химического состава по содержанию основных и легирующих компонентов.

Для качественной характеристики химического состава по компонентам драгоценных металлов и сплавов в полуфабрикатах и изделиях в их марках применяют следующие буквенные обозначения (символы):

для драгоценных компонентов: Ср — серебро, Зл — золото, Пл — платина, Пд — палладий, Рд — родий, Ру — рутений, И — иридий и Ос — осмий, причем все они стандартизованы соответствующими ГОСТ и согласуются с обозначением других химических элементов;
для других компонентов: М — медь, Н — никель, Ц — цинк, Кд — кадмий, Ол — олово, Мц — марганец, К — кобальт, Кр — кремний, Ф — фосфор и т.д., которые также узаконены соответствующими стандартами.

Для качественной характеристики аффинированных драгоценных металлов в их марках применяют частью эти же стандартизованные буквенные обозначения, причем с обязательным добавлением ко всем как стандартизованным, так и нестандартизованным дополнительного символа «А». Это означает, что данный металл аффинированный, например: СА — серебро аффинированное, ЗА — золото аффинированное, ПлА — платина аффинированная, ПдА — палладий аффинированный и т.д.

Для количественной характеристики химического состава по компонентам аффинированных драгоценных металлов в их марках применяют условные буквенные и числовые символы, характеризующие степень чистоты этих металлов. Для серебра и золота: О — особая, 1 — высокая, 2 и 3 — повышенная чистота и т.д. Для платины и платиноидов: Э — экстра или особая и высокая, 1 и 2 — повышенная чистота и т.д. При построении марок аффинированных драгоценных металлов по данной классификации и терминологии количественные символы проставляют за качественными символами через дефис, например, СА-О, СА-1 и т.д., ЗА-1, ЗА-2, ПлА-Э, ПлА-1 и т.д.

Существующая классификация и терминология страдают существенными недоработками. В них нет единства и стройности не только для различных групп драгоценных металлов, но и внутри этих групп. Кроме того, они во многом не согласуются с общей классификацией металлов и сплавов по степени их чистоты.

Химический состав всех металлов и сплавов выражается в процентах по массе, причем в ГОСТ и технических условиях, устанавливающих марки металлов и сплавов и регламентирующих их химический состав. Все компоненты и примеси в технической характеристике металлов и сплавов представлены, развернуто, а по компонентам основному и легирующим — сокращенно или в виде их частей в марках этих металлов и сплавов.

Сложившаяся мировая практика в соответствии с положениями о пробирных надзорах, установленными правительствами многих стран, от этого общего правила отступают для золота, серебра, платины, палладия и сплавов этих металлов между собой и с другими металлами в полуфабрикатах и изготовляемых из них ювелирнобытовых (кольца, серьги, броши, колье, кулоны, цепи, браслеты, часы и т.п. украшения; чайная и столовая посуда и приборы; бокалы, портсигары, шкатулки, зажигалки и т.п. предметы домашнего обихода), памятных и нагрудных (кубки, барельефы, значки, номограммы, бювары, медали, ордена и т.п.) и прочих изделий, поступающих в обращение к населению, либо музейно-выставочного назначения.

Сущность этого отступления состоит в том, что за единицу размерности-содержания драгоценных металлов в марках этих металлов и сплавов принимаются не проценты по массе, а пробы.

ЛИГАТУРА

(ново-лат. ligatura , от лат. ligare - связывать, соединять). 1) примесь к благородным металлам неблагородных, при чеканке монет, чтобы сделать их более твердыми. 2) в хирургии: нитка, состоящая из нескольких навощенных шелковинок, для перевязки кровеносных сосудов при операции. 3) в музыке: соединение двух нот одинаково высоких или нескольких неодинаково высоких.

Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Чудинов А.Н. , 1910 .

1) добавление меди к золоту и серебру для придания им твердости или вообще примесь одного металла к другому; 2) в медицине - нить, обыкновенно шелковая, для перевязки кровеносных сосудов; 3) хирургический шов; 4) в типографии - двойная буква.

Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке.- Попов М. , 1907 .

1) шелковая, кишечная (струнная) или металлическая нить, употребляемая при хирургических операциях, для перевязки кровеносных сосудов или для перевязки стебельчатых наростов; 2) хирургически шов; 3) примесь к какому-либо металлу другого.

Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Павленков Ф. , 1907 .

новолатинск. ligatura , от лат. ligare , связывать, соединять. а) Примесь меди к золоту и серебру для того, чтобы сделать их более твердыми. 1) Несколько навощенных шелковинок для перевязки артерий при операции.

Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней.- Михельсон А.Д. , 1865 .

1) вспомогательные сплавы, добавляемые к основному сплаву (металлу) при его раскислении или при введении в него легирующих компонентов (см. легировать);

2) .металлы, вводимые в состав сплавов благородных металлов (напр., медь в сплавах с золотом) для придания им большей твердости;

3) мед. нить (напр., шелк, кетгут), завязанная вокруг кровеносного сосуда, оставленная в ране после перевязки сосуда; 4) написание двух или нескольких букв одним письменным знаком (напр., нем. р, фр. се); 5) соединение слов посредством общего показателя синтаксической связи, употребляемого в самых различных словосочетаниях (напр., в тагальском языке); 6) полигр. две связанные между собой буквы, отлитые в виде одной литеры (напр. /б, се н т. д.).

Новый словарь иностранных слов.- by EdwART, , 2009 .

лигатуры, ж. [ латин. ligatura – связь ]. 1. Примесь меди или олова к золоту и серебру для придания им большей твердости (хим.). В серебре 84-й пробы 12 долей лигатуры. 2. Соединенное написание двух или большего числа букв одним письменным знаком, вязь (филол.). 3. Повязка, которой перевязывают кровеносные сосуды при операции (мед.). Наложить лигатуру.

Большой словарь иностранных слов.- Издательство «ИДДК» , 2007 .

Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык , 1998 .

Полезное

Смотреть что такое "ЛИГАТУРА" в других словарях:

Лигатура — примесь неблагородного металла в изделии из золота и серебра. По английски: Alloy См. также: Драгоценные металлы Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

лигатура — связывание, смешивание, примесь, сплав, добавка Словарь русских синонимов. лигатура сущ., кол во синонимов: 10 • биллон (6) • … Словарь синонимов

лигатура — (Ligature) Лигатура от лат. ligare – связывать. Знак (символ), объединяющий две (и более) буквы. Как правило, в лигатуре знаки меняют свою форму по отношению к самостоятельному варианту. В русском языке лигатуры не применяются. В латинице … Шрифтовая терминология

Лигатура — англ. alloy содержание неблагородного металла в виде добавок или примесей в серебряной или золотой монете. Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

ЛИГАТУРА — в медицине нить для перевязывания кровеносных сосудов … Большой Энциклопедический словарь

ЛИГАТУРА — в металлургии вспомогательные сплавы, применяемые для введения в жидкий металл легирующих элементов (см. Легирование). Лигатурой называют также металлы (Cu, Hg и др.), вводимые в благородные металлы для придания им нужных свойств (напр.,… … Большой Энциклопедический словарь

Лигатура — примѣсь металловъ къ золоту и серебру, обусловливающая пробу этихъ благородныхъ металловъ (чѣмъ больше лигатуры въ нихъ, тѣмъ они малоцѣннѣе). Ср. Кажется человѣкъ «золотой», а какъ поближе познакомишься съ нимъ золота не много, а больше лигатуры … Большой толково-фразеологический словарь Михельсона (оригинальная орфография)

ЛИГАТУРА — ЛИГАТУРА, лигатуры, жен. (лат. ligatura связь). 1. Примесь меди или олова к золоту и серебру для придания им большей твердости (хим.). В серебре 84 й пробы 12 долей лигатуры. 2. Соединенное написание двух или большего числа букв одним письменным… … Толковый словарь Ушакова

ЛИГАТУРА — ЛИГАТУРА, ы, жен. (спец.). 1. Примесь других металлов к золоту, серебру для придания им большей твёрдости. 2. Вспомогательный сплав с легирующими элементами, добавляемый к металлу в плавильной печи. 3. Нить для перевязывания кровеносных сосудов… … Толковый словарь Ожегова

лигатура — Промежут. сплав для введения в жидкий осн. сплав летучих, сильно окисляющихся, тугоплавких добавок и компонентов. Обычно л. представляет двойной сплав, сост. из большей части осн. сплава и одной или неск. добавок (легир. элементов), содержание к… … Справочник технического переводчика

Сплавы драгоценных металлов

Почему драгоценные металлы не используют в чистом виде

При изготовлении ювелирных украшений драгоценные металлы не используются в чистом виде, потому что они не обладают достаточной прочностью. Золото, серебро, платина в чистом виде – мягкие металлы, которые легко деформируются.
Для увеличения прочности ювелирных изделий в сплав добавляют недрагоценные металлы.

Изделия, изготовленные из сплавов, обладают достаточной твердостью и коррозийной стойкостью.

В зависимости от процентного соотношения металлов сплавы отличаются друг от друга пластичностью, температурой плавления, цветом и другими свойствами.

Характеристики драгоценных металлов

Золото:

цвет – желтый;
высокая пластичность;
плавится при температуре 1063 градусов;
закипает при температуре 2530 градусов;
не окисляется на воздухе и в воде;
низкая прочность и твердость.

Серебро:

цвет – белый;
плавится при температуре 960.5 градусов;
закипает при температуре 1955 градусов;
имеет высокие показатели тепло- и электропроводности;
при повышенном содержании сероводорода в окружающей среде покрывается темным налетом сульфида серебра;
высокая пластичность;
низкая прочность и твердость.

Платина:

цвет – серебристо-белый;
плавится при температуре 1773 градуса;
закипает при температуре 4300 градусов;
не разрушается под воздействием воздуха и воды;
низкая тепло- и электропроводность;
высокая пластичность;
низкая твердость.

Золотые сплавы

Количество золота в сплаве зависит от пробы. В качестве добавок к золоту в сплавах используют обычно серебро и медь как основные составляющие. Вдобавок для придания золоту нужного оттенка применяются платина, никель, цинк, палладий и кадмий.
Характеристики золотых сплавов:

сплав из золота, серебра и меди имеет желтый цвет, отличается высокой прочностью, хорошо поддается ювелирной обработке;
сплав из золота и серебра может иметь цвет от белого до светло-желтого в зависимости от пробы, легко поддается обработке;
сплав из золота и платины, который называется белым золотом, белый или светло-желтый, часто используется в ювелирном деле;
сплавы из золота и палладия, а также из золота и кадмия редко применяются для изготовления ювелирных изделий : первый сплав слишком тугоплавкий, второй — хрупкий.

Сплавы серебра

В серебряных сплавах в качестве лигатуры применяют медь, цинк, кадмий, алюминий и никель.

Характеристики серебряных сплавов:

сплав серебра с медью может иметь цвет от белого до красно-медного в зависимости от процентного соотношения металлов, сочетает в себе прочность с пластичностью;
сплав серебра с цинком имеет белый цвет, хорошо поддается ювелирной обработке;
сплав серебра и кадмия белого цвета, твердый, при содержании кадмия более 50 процентов приобретает хрупкость;
сплав серебра с алюминием имеет светло-серый цвет, пластичен, если алюминия в сплаве не более 6 процентов;
сплав серебра с медью и кадмием белого цвета, хорошо поддается ювелирной обработке.

Платиновые сплавы

В ювелирном деле используют следующие лигатуры для платины: медь, золото, палладий, родий, галлий, вольфрам, иридий, кобальт.

Медь в платиновых сплавах повышает пластичность материала. Кобальт, иридий и вольфрам повышают износостойкость ювелирных изделий.

Для ювелирных изделий годится сплав, в котором не меньше 85 процентов платины. Если платины меньше, металл более тусклый, больше похожий на серебро по цвету. Поэтому проба ювелирных изделий из платины должна быть не меньше 850-й.

Сплавы драгоценных металлов в ювелирном производстве

Сплавы драгоценных металлов широко используются в ювелирном деле.

Качество драгоценных металлов и их сплавов регулируется Национальным стандартом ГОСТ Р525999-2006 «ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ».

Настоящий стандарт устанавливает общие требования к методам анализа драгоценных металлов (золота, серебра, платины, палладия, родия, иридия, рутения и осмия), в том числе аффинированных, и сплавов на основе драгоценных металлов, а также требования безопасности.

Стандарт распространяется на вновь разрабатываемые и пересматриваемые методики количественного химического анализа (далее — методики анализа), применяемые при контроле качества драгоценных металлов и их сплавов.

При производстве ювелирных изделий, как правило, используют различные сплавы, получаемые путем добавления к драгоценным металлам в определенных пропорциях других металлов, называемых легирующими. Легирующими могут быть как драгоценные, так и недрагоценные металлы, но полученные сплавы всегда считаются драгоценными. Обычно название сплава определяется названием основного драгоценного (благородного) металла (например, сплав золота, серебра, платины или палладия).

С помощью легирования драгоценных металлов сплавам можно придавать различные свойства, например необходимую твердость, пластичность, литейные качества, цвет, температуру плавления и т. д. Число ювелирных сплавов велико, и по мере введения новых технологий в производство ювелирных изделий создаются новые сплавы.

Драгоценные металлы

Благородные металлы — металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства базовых 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). Иногда благородные металлы платиновой группы подразделяют на две триады: рутений, родий, палладий — лёгкие и платина, иридий, осмий — тяжёлые платиновые металлы. Некоторые авторы относят к благородным металлам также и технеций, который очень редко встречается в природе (к тому же он радиоактивен).

Содержание

История

Название благородные металлы они получили благодаря высокой химической стойкости (практически не окисляются на воздухе) и блеску в изделиях. Золото, серебро и чистая платина обладают высокой пластичностью, а металлы платиновой группы, к тому же — очень высокой тугоплавкостью.

Древнейшее время

Самородное золото и серебро известны человечеству несколько тысячелетий; об этом свидетельствуют изделия, найденные в древних захоронениях, и примитивные горные выработки, сохранившиеся до наших дней. В древности основными центрами добычи благородных металлов были Верхний Египет, Нубия, Испания, Колхида (Кавказ); имеются сведения о добыче и в Центральной, в Южной Америке, в Азии (Индия, Алтай, Казахстан, Китай). На территории России золото добывали уже во 2-3-м тысячелетии до н. э. (см. чудские работы). Из россыпей металлы извлекали промывкой песка на шкурах животных с подстриженной шерстью (для улавливания крупинок золота), а также при помощи примитивных желобов, лотков и ковшей. Из руд металлы добывали нагреванием породы до растрескивания с последующими дроблением глыб в каменных ступах, истиранием жерновами и промывкой. Разделение по крупности проводили на ситах. В Древнем Египте был известен способ разделения сплавов золота и серебра кислотами, выделение золота и серебра из свинцового сплава купелированием, извлечение золота путем амальгамирования ртутью, или сбор частиц с помощью жировой поверхности (Древняя Греция). Купелирование осуществляли в глиняных тиглях, куда добавляли свинец, поваренную соль, олово и отруби.

В XI—VI веках до н. э. золото добывали в Испании в долинах рек Тахо, Дуэро, Миньо и Гуадьяро. В VI—IV веках до н. э. начались разработки коренных и россыпных месторождений золота в Трансильвании и Западных Карпатах.

Добыча в Средние Века

В средние века (вплоть до XVIII века) добывали преимущественно серебро, добыча золота снизилась из-за исчерпания доступных источников. С XVI века испанцы начинают разработку благородных металлов на территории Южной Америки: с 1532 — в Перу и Чили, а с 1537 — в Новой Гранаде (современная Колумбия). В Боливии в 1545 началась разработка «серебряной горы» Потоси. В 1577 были обнаружены золотоносные россыпи в Бразилии. К середине XVI века в Америке добывали золота и серебра в 5 раз больше чем в Европе до открытия Нового Света.

Открытие платины

В 1- й половине XVI века испанские колонизаторы обратили внимание на неплавкий тяжелый белый металл, встречающийся попутно с золотом в россыпях Новой Гранады. По внешнему сходству с серебром (исп. plata ) они дали ему уменьшительное название «платина» (исп. platina ), в переводе на русский — серебришко. Платина была известна ещё в древности, самородки этого металла находили вместе с золотом и называли их «белым золотом» (Древний Египет, Испания, Абиссиния), «лягушачьим золотом» (остров Борнео) и т. д. Первоначально испанцы считали её вредной примесью, поэтому был издан правительственный декрет, предписывающий выбрасывать платину в море. Первое научное описание платины сделал Уотсон в 1741 в связи с началом её добычи в промышленных масштабах в Колумбии (1735).

Открытие палладия, родия, иридия, осмия и рутения

В 1803 английский учёный У. Х. Волластон открыл палладий и родий, а в 1804 английский учёный С. Теннант открыл иридий и осмий. В 1808 русский учёный А. Снядицкий, исследуя платиновую руду, привезенную из Южной Америки, извлек новый химический элемент, названный им вестием. В 1844 профессор Казанского университета К. К. Клаус всесторонне изучил этот элемент и назвал его в честь России рутением.

Распространение в природе и добыча

Металлы платиновой группы встречаются в природе чаще всего в полиметаллических (медно-никелевых) рудах, а также в месторождениях золота и платины.

Добыча благородных металлов в России началась в XVII веке Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче золота из россыпей Урала относится к 1669 (летопись Долматовского монастыря). Одно из первых месторождений золота в России было открыто в Карелии в 1737; его разработка относится к 1745. Началом золотого промысла на Урале принято считать 1745, когда Е. Марков открыл Берёзовское рудное месторождение. В 1819 в россыпных месторождениях золота на Урале был обнаружен «новый сибирский металл» (платина). В 1824 на восточном склоне Уральских гор найдена богатая россыпь платины с золотом и заложен первый в России и Европе платиновый прииск. Позднее К. П. Голляховским и др. открыта Исовская система золото-платиновых россыпей, получившая мировую известность. В 1828 русский учёный В. В. Любарский опубликовал работы о первом в мире коренном месторождении платины, обнаруженном у Главного Уральского хребта. 95 % платины до 1915 года в основном добывали из россыпей, остальное количество получали при электролитическом рафинировании меди и золота.

Для извлечения благородных металлов из россыпных месторождений в XIX веке создаются многочисленные конструкции золотоизвлекательных машин (например, бутара, вашгерд). С 1-й половины XIX века на уральских приисках широко применялась буторная разработка. В 30-х гг. XIX века на приисках воду для размыва пород россыпей подавали под напором. Дальнейшее совершенствование этого способа привело к созданию водобоев — прототипов гидромонитора. В 1867 А. П. Чаусов около озера Байкал впервые осуществил гидравлическую разработку россыпи; позднее (1888) этот способ был применен Е. А. Черкасовым в долине реки Чебалсук в Абаканской тайге. В начале XIX века для добычи золота и платины из обводнённых россыпей применили землечерпалки, а в 1870 в Новой Зеландии для этой цели — драгу.

Начиная со 2-й половины XIX века глубокие россыпи в России разрабатываются подземным способом, а в 90-х гг. XIX века внедряются экскаваторы и скреперы.

В 1767 Ф. Бакунин в России впервые применил плавку серебряных руд с использованием шлаков в качестве флюсов. В работах шведского химика К. В. Шееле (1772) содержалось указание на переход золота в раствор при действии цианистых соединений. В 1843 русский учёный П. Р. Багратион опубликовал труд о растворении золота и серебра в водных растворах цианистых солей в присутствии кислорода и окислителей, заложив основы гидрометаллургии золота.

Технология металлической платины

Очистка и обработка платины затруднялась высокой температурой её плавления (1773,5° С). В 1-й половине XIX века А. А. Мусин-Пушкин получил ковкую платину прокаливанием её амальгамы. В 1827 русские учёные П. Г. Соболевский и В. В. Любарский предложили новый способ очистки сырой платины, положивший начало порошковой металлургии. В течение года этим способом было очищено впервые в мире около 800 кг платины, то есть осуществлена переработка платины в больших масштабах. В 1859 французские учёные А. Э. Сент-Клер Девиль и А. Дебре впервые выплавили платину в печи в кислородно-водородном пламени. Первые работы по электролизу золота относятся к 1863, в производство этот метод введён в 80-х гг. XIX века.

Цианистый процесс

Кроме амальгамации, в 1886 впервые в России было осуществлено извлечение золота из руд хлорированием (Кочкарьский рудник на Урале). В 1896 на том же руднике пущен первый в России завод по извлечению золота цианированием [первый такой завод построен в Йоханнесбурге (Южная Африка) в 1890]. Вскоре цианистый процесс применили для извлечения серебра из руд.

В 1887—1888 в Англии Дж. С. Мак-Артур и братья Р. и У. Форрест получили патенты на способы извлечения золота из руд обработкой их разбавленными щелочными цианистыми растворами и осаждения золота из этих растворов цинковой стружкой. В 1893 проведено осаждение золота электролизом, в 1894 — цинковой пылью. В СССР золото добывают в основном из россыпей; за рубежом около 90 % золота — из рудных месторождений.

По эффективности добычи благородных металлов из россыпей лучшим является дражный способ, менее экономичны скреперно-бульдозерный и гидравлический. Подземная разработка россыпей почти в 1,5 раза дороже дражного способа; в СССР её применяют на глубоких россыпях в долинах рр. Лены и Колымы. Серебро добывают главным образом из рудных месторождений. Оно встречается в основном в свинцово-цинковых месторождениях, дающих ежегодно около 50 % всего добываемого серебра; из медных руд получают 15 %, из золотых 10 % серебра; около 25 % добычи серебра приходится на серебряные жильные месторождения. Значительную часть платиновых металлов извлекают из медно-никелевых руд. Платину и металлы её группы выплавляют вместе с медью и никелем, и при очистке последних электролизом они остаются в шламе.

Гидрометаллургия

Для извлечения благородных металлов широко пользуются методами гидрометаллургии, часто комбинируемыми с обогащением. Гравитационное обогащение благородных металлов позволяет выделять крупные частицы металла. Его дополняют цианирование и амальгамация, первое теоретическое обоснование которой дано советским учёным И. Н. Плаксиным в 1927. Для цианирования наиболее благоприятно хлористое серебро; сульфидные серебряные руды часто цианируют после предварительного хлорирующего обжига. Золото и серебро из цианистых растворов осаждают обычно металлическим цинком, реже углём и смолами (ионитами). Извлекают золото и серебро из руд селективной флотацией. Около 80 % серебра получают главным образом пирометаллургией, остальное количество — амальгамацией и цианированием.

Аффинаж

Благородные металлы высокой чистоты получают аффинажем. Потери золота при этом (включая плавку) не превышают 0,06 %, содержание золота в аффинированном металле обычно не ниже 999,9 пробы; потери платиновых металлов не свыше 0,1 %. Ведутся работы по интенсификации цианистого процесса (цианирование под давлением или при продувке кислорода), изыскиваются нетоксичные растворители для извлечения благородных металлов, разрабатываются комбинированные методы (например, флотационно-гидрометаллургический), применяются органические реагенты и др. Осаждение благородных металлов из цианистых растворов и пульп эффективно осуществляется с помощью ионообменных смол. Успешно извлекаются благородные металлы из месторождений при помощи бактерий (см. Бактериальное выщелачивание).

Применение

Валютные металлы

Сохраняет функции валютных металлов, главным образом золото (см. Деньги).

Применение в технике

В электротехнической промышленности из благородных металлов изготовляют контакты с большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги). В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия). Представляют интерес металлокерамические контакты, изготовляемые на основе серебра как токопроводящего компонента. Магнитные сплавы благородных металлов с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов благородных металлов (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.

Применение в химическом машиностроении и лабораторной технике

Стойкие металлы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.

Используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы). Химические реакторы и их части делают целиком из благородных металлов или только покрывают фольгой из благородных металлов. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности. Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5-25 %), родием (3-10 %) и рутением (2-10 %). Примером использования благородных металлов в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок и др.

Применение в медицине

В медицине благородные металлы применяют для изготовления инструментов, деталей приборов, протезов, а также различных препаратов, главным образом на основе серебра. Сплавы платины с иридием, палладием и золотом почти незаменимы при изготовлении игл для шприцев. Из медицинских препаратов, содержащих благородные металлы, наиболее распространены ляпис, протаргол и др. Благородные металлы применяют при лучевой терапии (иглы из радиоактивного золота для разрушения злокачественных опухолей), а также в препаратах, повышающих защитные свойства организма.

В электронике

В электронной технике из золота, легированного германием, индием, галлием, кремнием, оловом, селеном, делают контакты в полупроводниковых диодах и транзисторах. Золотом и серебром напыляют поверхность волноводов (скин-эффект).

В фото-кинопромышленности

До начала эры цифровой фотографии соли серебра были главным сырьем при изготовлении светочувствительных материалов (хлориды, бромиды или иодиды). На заре фотографии использовали соли золота и платины, в частности при вирировании изображения.

В ювелирной промышленности

В ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве применяют сплавы благородных металлов (см. Ювелирные сплавы).

Защитные покрытия

В качестве покрытий других металлов благородные металлы предохраняют основные металлы от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие благородным металлам (например, отражательная способность, цвет, блеск и т. д. ). Золото эффективно отражает тепло и свет от поверхности ракет и космических кораблей. Для отражения инфракрасной радиации в космосе достаточно тончайшего слоя золота в 1/60 мкм. Для защиты от внешних воздействий, а также для улучшения наблюдения за спутниками на их внешнюю оболочку наносят золотое покрытие. Золотом покрывают некоторые внутренние детали спутников, а также помещения для аппаратуры с целью предохранения от перегрева и коррозии. Благородные металлы используют также в производстве зеркал (серебрение стекла растворами или покрытие серебром распылением в вакууме). Тончайшую плёнку благородных металлов наносят изнутри и снаружи на кожухи авиационных двигателей самолётов высотной авиации. Благородные металлы покрывают отражатели в аппаратах для сушки инфракрасными лучами, электроконтакты и детали проводников, а также радиоаппаратуру и оборудование для рентгено- и радиотерапии. В качестве антикоррозийного покрытия благородные металлы используют при производстве труб, вентилей и ёмкостей специального назначения. Разработан широкий ассортимент золотосодержащих пигментов для покрытия металлов, керамики, дерева.

Припои и антифрикционные сплавы

Припои с серебром значительно превосходят по прочности медно-цинковые, свинцовые и оловянные, их применяют для пайки радиаторов, карбюраторов, фильтров и т. д. .

Износостойкие узлы

Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев.

Химическая промышленность: катализаторы

Высокие каталитические свойства некоторых благородных металлов позволяют применять их в качестве катализаторов: платину — при производстве серной и азотной кислот; серебро — при изготовлении формалина. Радиоактивное золото заменяет более дорогую платину в качестве катализатора в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Благородные металлы используют также для очистки воды.

Мировое производство и цены

Крупнейший мировой производитель платиноидов в 2005 году: РАО «Норильский никель».

Читайте также: