Температура плавления серебра: переплавка серебряных изделий в домашних условиях

Золото и серебро относятся к наиболее распространенным металлам, из которых изготавливают ювелирные изделия. Последний, помимо этого, часто применяется в промышленности благодаря уникальным физическим и химическим свойствам. Процесс производства того или иного предмета почти всегда сопровождается процедурой плавления серебра. Температура зависит от пробы металла и некоторых особенностей.

Общие сведения

Металл известен человеку с древних времен. Серебряный лом считался прочным и долговечным приспособлением, изготавливать которое древние люди научились еще до нашей эры. Помимо этого, материал часто встречался в самородном виде, отсутствовала необходимость расплавлять руды для добычи чистого сырья. Несмотря на сведения из истории, утверждающие, что древние люди не умели правильно обращаться с металлом, сегодня археологи находят много предметов быта, оружия, изготовленного до нашей эры.

Культурные традиции разных народов отличались, но многие почитали драгоценное сырье, как символ луны. Население Вавилона и Ассирии причисляло его к священным металлам. В середине XII века большинство алхимиков применяло материал в своих опытах, что было возможно благодаря уникальным химическим свойствам.

На сегодняшний день сырье в большом количестве добывают в Канаде, Швеции, США, России, Казахстане, Норвегии, Чехии и Словакии. Множество месторождений позволяет реализовать готовые изделия по адекватной цене. Недостатка в металле сегодня не ощущается.

Физические свойства

Изысканный металл обладает множеством достоинств, отличающих его от более дорогих материалов. Однако главный недостаток — быстрое окисление серебра и вступление его в химическую реакцию с сероводородом. Вещество в избытке содержится в воздухе. Именно поэтому серебряные украшения быстро темнеют.

Некоторые по этой причине предпочитают выбирать изделия из других металлов. Серебро обладает следующими физическими свойствами:

1. Имеет высокую плотность, позволяющую использовать материал для производства тонкого плетения, фольги, проволоки.
2. Коэффициент отражения составляет 95%. Высокий показатель обеспечивается благодаря светлому оттенку и блеску хорошо обработанного металла.
3. 

   Высокая электро- и теплопроводимость позволяет применять серебро при изготовлении промышленных объектов, микросхем и контактов. Стоимость очищенного слитка высока, поэтому производители предпочитают применять низкую пробу.

4. Температура плавления серебра в домашних условиях и в производственных почти не отличается, если брать слитки одинакового размера и пробы.
5. Плотность серебра составляет 10,5 г на каждый кубический сантиметр. Показатель превышает плотность воды почти в 10 раз.
6. Показатель температуры плавления технического серебра несколько ниже, чем цифра для качественного слитка. Связано это с количеством чистого металла в слитке или куске. Больший процент значительно повышает показатель.

Стоит знать, что переплавить изделие 925 пробы будет легче, чем провести процедуру со слитком или украшением 999 пробы. Последнее используется крайне редко, поскольку ювелирные украшения, предметы быта из такого серебра достаточно мягкие, плохо держат форму.

Область применения

Доступная стоимость, пластичность и простота обработки позволяют использовать металл в промышленности и быту. Наиболее распространенные области применения следующие:

• 

  изготовление ювелирных изделий, различных украшений в сочетании с другими металлами, драгоценными, полудрагоценными камнями,

• производство оригинальной посуды,
• многослойные керамические конденсаторы, контакты реле,
• в составе катодов гальванических элементов,
• чеканка монет, специальных наград, орденов,
• применение в управлении климатом в сплаве с йодистым серебром,
• в виде покрытия для оригинальных зеркал ручной работы,
• в качестве катализатора в реакциях окисления.

Помимо этого, человечество несколько веков назад открыло обеззараживающие свойства металла. В Древнем Риме, Персии в серебряных сосудах хранили воду для важных господ, военных, солдат.

Стоит отметить, что в ювелирном деле часто применяли не чистый материал, а его сплав с медью или другими видами сырья. Именно тогда мастеров стала интересовать тема переплавки серебра в домашних условиях, ведь большинство из них трудилось дома.

Подготовка к процедуре

В производственных условиях несложно обеспечить подходящую температуру плавки серебра. Цех обычно оснащен специальными печками, газом, формами для литья, инструментами, огнеупорными подставками. Персонал обеспечен одеждой из материалов, не подвергающихся возгоранию.

Процесс отличается высокой пожароопасностью, поэтому при попытке расплавить какое-либо изделие в домашних условиях рекомендуется тщательно подготовиться. Крайне редко любитель будет проводить процедуру с большим количеством серебра. Обычно в дело идут старинные украшения или их части, массивные, порванные цепочки, крупные кулоны или серьги, не имеющие пары.

Расплавить такой материал можно в домашних условиях при правильной подготовке помещения. Важно обеспечить хорошую вентиляцию, лучше принудительную. Это позволит парам быстро улетучиваться, и человек не будет вдыхать вредные вещества. Необходимо подготовить следующие предметы:

• стальная емкость, в которой будут находиться изделия,

• специальная форма, куда после будет вылит материал после плавления,

• защитная одежда, маска для лица, очки, огнеупорные перчатки,
• газовая или бензиновая горелка,
• лист из асбеста,
• профессиональные щипцы.

Для работы с горячим металлом обычно надевают специальные костюмы. Глаза рекомендуется защитить очками, плотно прилегающими к коже, лицо лучше дополнительно защитить маской. Во время плавления попадание горячей искры на кожу или роговицу непременно приведет к тяжелому ожогу.

Щипцы позволяют исключить непосредственный контакт рук человека с формами и емкостью, где будет плавиться материал. Некоторые проводят процедуру на кухне.

При этом рекомендуется убрать все легко воспламеняющиеся предметы. Специалисты советуют выделить для таких манипуляций отдельное помещение, например, гараж, мастерскую.

Пошаговая инструкция

Температура плавления серебра 925 пробы составляет +960−970 градусов в зависимости от толщины изделия. Предметы с более низкой пробой или сплавы с серебром могут расплавиться уже при +710 градусах. Специалисты утверждают, что процентное количество чистого металла влияет на плавление.

При температуре +2210 градусов серебро закипает, поэтому создавать самостоятельно такие условия не рекомендуется. Некоторые используют газовую плиту для манипуляций с серебром. Рекомендуется учитывать, что необходимо выбирать посуду, способную выдержать температуру не менее +1000 градусов.

В специализированных магазинах можно приобрести особенную посуду, предназначенную для плавления. Все материалы необходимо подготовить заблаговременно, поставить в доступном месте. Для исключения самовозгорания мебели используется лист асбеста, расположенный на столе или другой поверхности. Даже при попадании искры или капли материала риск пожара минимизирован.

Очищение сплава

Если манипуляция будет проводиться не с чистым материалом, а со сплавом, следует предварительно очистить его от примесей. Это отдельная процедура, которую категорически запрещается выполнять самостоятельно, в закрытом помещении. Во время очистки металлы выделяют опасные для человеческого организма токсины, при вдыхании отравление развивается быстро.

Очистка происходит в несколько этапов. Первым будет помещение серебра, разделенного на несколько кусков, в банку с азотной кислотой. Время для освобождения металла от примесей разное. Ориентироваться следует на цвет кислоты. Если он стал рыжеватым, очистка прошла успешно.

После этого в банку добавляют раствор хлорида натрия. Хорошее серебро осядет на дно. Далее, в банку доливается чистая вода, через несколько минут сливается. Повторять манипуляции необходимо до тех пор, пока вода после доливания не станет прозрачной, а на дно не осядет светлый порошок или гранулы. Именно их можно плавить.

Технология плавления

В домашних условиях плавление серебра обычно осуществляется с целью получения какого-либо украшения, поэтому необходимо заблаговременно подготовить форму. При правильном выборе после вливания материала никаких дополнительных действий не понадобится. Иногда сплав следует раскатать, чтобы получить ровные линии без резких переходов.

Первым шагом будет помещение жаропрочной посуды на горелку. Только после ее разогрева необходимо класть очищенный порошок или небольшие куски серебра, если оно не нуждается в предварительной очистке. При наблюдении за нагреванием человек будет замечать, как кристаллы или куски изменяют форму и оттенок. Скорость процесса зависит от размера помещенного материала.

Расплавленный металл напоминает бензиновую или ртутную лужицу. Наличие на ней мутноватой пленки говорит о том, что процесс не закончился.

После исчезновения мутной пленки необходимо быстро захватить емкость щипцами и аккуратно перелить в заготовленную форму. Все движения должны быть четкими, уверенными, быстрыми, но очень осторожными. Любой рывок или промедление помешает осуществить задуманное.

Если приготовленная форма имеет крышку, перед закрытием необходимо поместить под нее кусок ваты подходящего размера. Материал при сгорании создает определенное давление, необходимое для равномерного распределения металла по форме. При этом не придется дополнительно раскатывать массу.

Завершающий этап

После кристаллизации материала необходимо отделить его от формы и поместить в холодную воду. При правильном выполнении всех этапов процесс не представляет сложности, кусок серебра самостоятельно отделяется. Если этого не происходит, следует извлечь серебро самостоятельно, используя инструменты.

Обычно на этом этапе манипуляции не заканчиваются, поскольку требуется сделать крепления или другие отверстия в случае, когда литье проводилось с целью изготовления украшения. В домашних условиях процедуру выполнить почти невозможно, особенно при отсутствии определенных навыков. Для этого понадобятся инструменты и знания ювелирного дела. Новички останавливаются на этом и предоставляют мастеру возможность доделать работу.

Плавление серебра в домашних условиях — сложный, трудоемкий и часто опасный процесс, требующий предельной концентрации, собранности, определенных навыков и подходящих инструментов. Несмотря на кажущуюся простоту выполнения, настоятельно не рекомендуется делать это при отсутствии элементарных знаний. Специалисты также категорически против проведения манипуляций в частном доме или квартире.

Загрузка…

Температура плавления сплавов Ag-Cu-Zn | Математика для ювелиров

23.06.2012 // Владимир Трунов   

1. История вопроса

Выбирая для своей работы серебряные припои, я столкнулся с противоречивыми данными в разных справочниках. Начиная уже с того, при какой температуре плавится чистое серебро. В старых книгах было два значения: 960 и 960.5 градусов Цельсия. (Не могу тут сразу не заметить, что с появлением интернета всё сильно усложнилось. Температура плавления серебра стала расти. Максимальное значение, которое я встречал, это 963 градуса. А в промежутке — 960.8, 961.9, 962 и даже 961.78 (!) похоже, кто-то просто попал пальцем между двумя клавишами при наборе текста, иначе не объяснишь такую фантастическую точность.)

Однако, когда я курочил свой первый серебряный подстаканник, мечтая превратить его в произведение ювелирного искусства, интернета еще не было. Были Бреполь и Марченков. Чуть позже появился Новиков, который вобрал в себя выжимки из Бреполя и, видимо, нескольких других не известных мне источников. И показания у них довольно часто расходились. В результате мне пришлось слегка углубиться в теорию сплавов. В этой и паре следующих статей  я хочу коротко изложить полученные мной результаты.

Прежде всего ограничимся трехкомпонентными сплавами серебро-медь-цинк. В серебряные припои добавляют и кадмий, но это необходимо только в каких-то особо экзотических случаях, например, при реставрации изделий с камнями, эмалью или чернью. В подавляющем большинстве случаев кадмий в серебряном припое — излишняя роскошь и вред организму.

Во-вторых, нам потребуются не все возможные сплавы Ag-Cu-Zn, а только те, в которых достаточно высокая концентрация серебра и совсем немного цинка. Возьмем область 50-100% серебра, 0-50% меди и 0-25% цинка. Именно в этой области находятся как серебряные припои, так, кстати, и сами ювелирные сплавы серебра (при нулевой концентрации цинка).

Данные для расчетов я взял из диаграммы «изотермы ликвидуса тройной системы Ag-Cu-Zn». Здесь надо сразу сказать, что такое «ликвидус». Дело в том, что у сплавов переход из твердого состояния в жидкое (и наоборот) может происходить не сразу, а через некую третью фазу пасто-кашеобразного состояния. И поэтому, когда говорят о температуре плавления сплава, то, как правило, называют два числа: точку ликвидуса и точку солидуса. Ликвидус соответствует полному расплавлению сплава при нагревании или началу отвердевания при охлаждении. Солидус — точка начала расплавления сплава при его нагревании или полного отвердевания при охлаждении.

Поскольку меня интересовало полное расплавление, я взял диаграмму «изотермы ликвидуса». Изотермы — это линии одинаковой температуры на каком-либо графике или диаграмме. К моему огромному сожалению, за давностью лет я не могу сейчас сослаться на источник. Это была бумажная книга, которую я изучал в читальном зале библиотеки. Были, знаете, раньше такие книги — из бумаги. Воот. И люди их читали… Подобную диаграмму можно найти в книге «Благородные металлы. Справ. изд. Под ред. Савицкого Е.М. Металлургия, 1984» на стр.339. Но та, «моя», была подробнее, и если кто-нибудь окажется в курсе дела и подскажет мне эту книгу, то я буду тому человеку очень благодарен.

На соседнем рисунке (кликните, чтобы увеличить) показано, как выглядит эта диаграмма в моей редакции. Ею можно пользоваться и вручную находя пересечения линий, соответствующих компонентам сплава, и на глаз производя интерполяцию с экстраполяцией. Однако, меня это не устроило. Все эти изотермы я оцифровал и получил массив данных для того, чтобы эти страшные слова (интерполяцию, доходящую до экстраполяции) выполняла программа, освободив тем самым вычислительные мощности моего мозга для подсчета тех несметных богатств, что были заработаны исключительно честным трудом. Конец параграфа.

2. Программа Ag-Cu-Zn

Программа Ag-Cu-Zn вычисляет:
а) температуру плавления сплавов серебро-медь-цинк по их составу;
б) состав сплава по его температуре плавления и пробе.

Перейти к описанию программы

Запустить программу

Физические свойства и температура плавления золота и его сплавов

Наиболее важными физическими свойствами металлов, являются их точки плавления. Знание этого параметра позволяет эффективно сочетать различные компоненты и создавать удобные, долговечные и высококачественные сплавы. Для каждого вида металлов существует свой порог, при котором они переходят из одной формы вещества в другую. При определённой температуре они начинают плавиться, переходя от твёрдого состояния к жидкому. Если температура достигает критического значения, то металл будет поступать в газообразное состояние, то есть начинается процесс испарения.

Точка температуры плавления золота, температура плавления сплавов

По характеру воздействия температуры, все металлы делятся на три группы.

1. Плавкие. Эта группа включает металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 °C. Примеры: натрий, цинк, висмут, гал, олово, цезий и другие.
2. Среднеплавкие. Плавятся в пределах 600−1600 °C.
3. Устойчивые. Более 1600 °C. Примеры: титан, вольфрам, хром и другие.

Возникает резонный вопрос, при какой температуре плавится золото? Точка плавления Au в чистом виде составляет 1063 °C, поэтому его можно отнести ко второй группе.

Следует отметить, что эта классификация применима только для чистых металлов. Когда дело доходит до сплавов, значения меняются, и могут отличаться от начального.

Точка кипения металлов намного выше, чем в указанных параметрах. Например, если температура плавления этого благородного металла составляет 1063 °C, то точка кипения достигает 2947 °C. Разница почти в два раза!

Au: общий обзор

Аурум или золото — это 79-й элемент в периодической таблице Менделеева. Атомная масса составляет 196,96654 а. е. м. (г/моль). Находится в первой группе периодической таблицы, относится к драгоценным металлам, вместе с:

• платиной;
• серебром;
• палладием.

С точки зрения, химической реакции инертна. Никаких ярко выраженных реакций не возникает. Обладает специфическими физическими свойствами, которые позволяют использовать его в ювелирных изделиях, технологии и промышленности.

Физические свойства Au

Что такого особенного в этом металле, блеск которого привлекает людей на протяжении многих веков и стал символом финансового процветания в мире?

1. Цвет. Для чистого золота он характеризуется красивым темно-жёлтым цветом с характерным металлическим блеском. В жидком состоянии металл имеет бледно-зелёный цвет. Пары его жёлто-зелёного цвета.
2. Твёрдость. Это мягкий металл. В шкале твёрдости (шкала Мооса) показатель составляет 2,5−3.
3. Температура плавления Au — 1063 °C.
4. Электропроводность хорошая, 75% относительно меди в качестве сверхпроводника.
5. Теплопроводность и теплоёмкость отличные. Золотые изделия быстро нагреваются и быстро остывают.

К свойствам, которые позволяют отнести золото к ценным металлам, относят:

• пластичность;
• плотность.

Плотность металла

Само понятие плотность, означает вес вещества на единицу объёма. Этот драгоценный металл имеет большое значение этого параметра. Например, половина стакана чистого золотого песка, будет иметь массу около 1 тыс. грамм.

Плотность золота, очищенная от примесей, составляет 19,3 г/см ³. Говоря о промышленных, естественных породах золота, плотность несколько ниже от 18 до 18,2 г/см ³. Этот показатель позволяет технологически выгодно извлекать металл из горных пород, и делает золото дорогим.

Ковкость и пластичность

Точка температуры плавления золота, а также его высокая пластичность, делают его удобным и покорным в руках людей. Тончайшие листы из золота, которыми покрывают церковные купола, предметы интерьера и дизайна, не теряют яркого и красивого блеска. Из одного грамма, этого удивительного металла, может быть изготовлена очень тонкая проволока, длина которой будет близка к 3 тыс. м. Золото не меняет своих свойств при:

• сжатии;
• скручивании;
• шлифовании;
• прокатки;
• растяжении.

Конечно, такой набор физических свойств не мог оставаться незамеченным людьми, и поэтому золото используется в различных областях науки, техники и промышленности.

Распространение Au в природе

79 элемент периодической таблицы Менделеева, довольно широко распространён в природе, но в небольших количествах. Девяносто девять процентов этого металла, находящегося в самородном виде, заключено в недрах планеты. Но в рассеянном виде. По приблизительным подсчётам от 5 до 10 миллиардов тонн находится в мировом океане, его содержание варьируется от 32 до 64 мг на одну тонну морской воды.

Кроме того, Au содержится, в растениях и животных. Так, в 100 граммах кукурузы содержится 0,5 мкг благородного металла, а в человеке около 10 мг.

Область применения

Люди научились добывать Au для своих потребностей. Но где оно используется?

1. Основная отрасль — это, конечно же, ювелирные изделия. Красивые украшения из различных сплавов золота являются главной особенностью финансового богатства почти каждой женщины. Они дарятся любимым, их инвестируют, ими восхищаются и ценят.
2. Бытовая техника. Температура плавления золота, платины и палладия, никеля и других металлов делает их незаменимыми в техническом применении. Au обладает высокой ковкостью и пластичностью в сочетании с химической инертностью позволяет использовать этот металл в мельчайших деталях. В телефонах, телевизорах, калькуляторах и других электронных устройствах.
3. Золото — является твёрдой валютой по всему миру, которое никогда не обесценивается. Чтобы не бояться инфляции и дефолта, многие сохраняют свои сбережения в виде металлических слитков.
4. Награды за достижения в различных видах спорта и играх проводятся в золоте, серебре и бронзе, что ещё раз подчёркивает их высокую ценность.

Сплавы золота

Изделия, выполненные из благородного металла, делают его не только популярным, но и придают ему определённые свойства. Ювелирные изделия, выполненные из чистого золота, легко деформируются, подвержены царапинам и истёртостям. Поэтому часто используются сплавы с другими элементами периодической таблицы, позволяющими избежать этих недостатков.

1. Золото 585 пробы. Этот сплав является самым продаваемым в нашей стране и за рубежом. В состав сплава входит: 58,5% — чистое золото, 34% меди, 7,5% — серебро. Точка плавления составляет 585−840 °С, что намного меньше, чем в случае с чистым образцом. Однако в целом свойства сплава значительно лучше. Медь используется для увеличения прочности и твёрдости. Однако, если её слишком много, то изделие будет подвержено коррозии.
2. Золото 999. По существу чистый металл с небольшим количеством меди. Поэтому температура плавления 999 пробы увеличивается по сравнению с предыдущим индексом. Составляет 1063 °C, это те же значения, что и чистого вещества. Изделия из этого мягкого сплава, способны к деформации, поэтому требуют тщательной обработки и проявления большой осторожности.

Что определяет цвет золотых украшений?

Какой цвет приобретёт производимое украшение зависит от типа компонентов в сплаве и их процентном соотношении. Красный оттенок будет иметь продукт, в котором золото и серебро составляют по 25% соответственно, а медь 50%. Белый цвет — если в сплав входят палладий, никель, серебро. Зелёный — серебро и медь. Розовое — серебро, палладий и медь.

Температура плавления золота. Температура плавления и кипения металлов

Именно физические свойства металлов по большей части определяют области их применения людьми в технике и промышленности. Среди основных характеристик немаловажное значение имеет температура их плавления. Знание данного параметра позволяет успешно сочетать различные ингредиенты и создавать удобные, прочные и качественные сплавы, наиболее хорошо подходящие для использования в быту.

Температура плавления и кипения металлов

Для каждого представителя данный показатель свой. Однако предел нагревания есть у всех металлов. При определенной температуре они начинают плавиться, переходя из твердого в жидкое состояние. Если же довести показатель до критического значения, то металл перейдет в газообразное состояние, то есть начнется процесс кипения и испарения.

Поэтому существует целая классификация, отражающая способность металлов к плавлению. Все они делятся на следующие группы.

1. Легкоплавкие. В данную группу входят те, что плавятся при показателях ниже 600 ^оС. Пример: цинк, натрий, галлий, висмут, олово, цезий и прочие.

2. Среднеплавкие. Показатель в пределах 600-1600 ^оС. Например, температура плавления золота в чистом виде — 1063 ^оС, значит, оно относится к этой группе металлов.
3. Тугоплавкие. Свыше 1600 ^оС. Примеры: титан, вольфрам, хром и другие.

Следует заметить, что данная классификация справедлива только для чистых металлов. Когда речь заходит о сплавах, то цифры резко меняются, и значения могут сильно отличаться от исходных показателей.

Температура кипения металлов значительно выше, чем рассмотренный параметр. Так, если температура плавления золота — 1063 ^оС, то кипения — уже 2947 ^оС. Различие практически вдвое!

Золото: общая характеристика

Aurum, или золото, — это химический элемент под номером 79 в периодической системе. Атомная масса составляет 196,967 единиц. Располагается в I группе, побочной подгруппе. Относится к благородным металлам, наряду с:

• платиной;
• серебром;
• палладием.

С точки зрения химической активности является практически инертным, без особых условий в реакции не вступает. Имеет особые физические свойства, позволяющие применять его в ювелирном деле, технике, промышленности.

Физические свойства золота

Чем же так уникален этот металл, за которым много веков подряд гонятся люди и который стал символом финансового благополучия во всем мире?

1. Цвет. Для чистого золота характерен красивый насыщенный желтый цвет с ярко выраженным металлическим блеском. Жидкий металл имеет бледно-зеленую окраску. Пары его желто-зеленого цвета.
2. Твердость. По данному параметру золото уступает многим другим представителям, так как является мягким металлом. По шкале твердости веществ (шкала Мооса) данный показатель составляет 2,5-3.
3. Температура плавления золота — 1063 ^оС.
4. Электропроводность хорошая, составляет 75 % по отношению к меди как сверхпроводнику.
5. Теплопроводность и теплоемкость также отличная. Изделия из золота мгновенно нагреваются и также быстро раскаляются.

Особые свойства, придающие золоту высокую ценность, рассмотрим отдельно. Это:

• ковкость;
• пластичность;
• плотность.

Плотность металла

Сама характеристика плотности означает вес вещества в единице объема. Так вот золото обладает практически максимальным показателем по данному параметру. Так, например, полстакана чистого золотого песка будет иметь вес около 1000 грамм.

Плотность золота, очищенного от примесей, составляет 19,3 г/см³. Если же говорить о природных золотосодержащих породах, то в нем показатель несколько ниже — 18-18,2 г/см³. Этот показатель позволяет удобно извлекать рассматриваемый металл из пород. Он же делает золото таким дорогим за совсем небольшое количество по граммам.

Ковкость и пластичность

Температура плавления золота, а также его чрезвычайная ковкость и пластичность делают его удобным и послушным в руках опытных людей. Так, на слуху понятие «сусальное золото». Что это такое? Это прокатанные в тончайшие полупрозрачные листы золотые кусочки, которые при этом не теряют своего яркого и красивого блеска. Сусальным золотом можно покрывать поверхности изделий, стены, купола церквей и так далее.

Всего из 1 г этого удивительного металла можно изготовить очень тонкую проволоку, длина которой составит почти 3 тысячи метров! Золото легко подвергается следующим деформациям без потери свойств и целостности структуры:

• сдавливание;
• смятие;
• искривление;
• измельчение;
• прокатывание;
• растяжение;
• придание любой желаемой формы.

Естественно, что такой набор физических свойств не может оставаться незамеченным людьми, и поэтому золото находит применение в самых разных отраслях науки, техники и промышленности.

Нахождение в природе и использование человеком

В первозданном виде золото встречается в природе в форме слитков, песка или вкраплений в горные породы. Россыпи золота — это места их добычи человеком. В смеси с песком, глиной и другими частями оно извлекается, а затем отделяется в чистом виде.

Также золото содержится в:

• растениях;
• животных;
• человеческом организме;
• подземных водах;
• морях и океанах;
• литосфере.

Из всех этих мест люди научились извлекать металл для использования в своих нуждах. Для чего же он нужен?

1. Самая главная отрасль — это, конечно, ювелирное дело. Красивые украшения, выполненные из разных сплавов золота, являются главным признаком финансового достояния практически каждой женщины. Их дарят любимым, в них вкладывают деньги, ими восхищаются и их ценят.
2. Техника. Температура плавления золота и платины, а также палладия, никеля и некоторых других металлов делает их очень ценными для использования в технических целях. А свойство золота обладать высокой степенью ковкости и пластичности в сочетании с химической инертностью позволяет применять проволоку из этого металла в самых мелких деталях, чипах. Например, телефонах, телевизорах, калькуляторах и других электронных устройствах.
3. Золото — твердая валюта по всему миру, которая не обесценивается никогда. Ему не страшны инфляция и дефолт, поэтому многие хранят свои сбережения именно в слитках этого металла.
4. Награды за достижения в разных видах спорта, турнирах и играх исполняются из золота, серебра и бронзы, что еще раз подчеркивает их высокую ценность.

Сплавы золота

Перечисленные характеристики металла в чистом виде делают его не только уникальным и востребованным, но также сказываются на качестве изделий. Так, вследствие высокой мягкости, украшения из чистого золота легко деформировать, помять и испортить. Поэтому чаще всего используют сплавы металла с другими представителями периодической системы.

1. Золото 585 пробы. Этот сплав самый продаваемый и распространенный в нашей стране и за рубежом. Из чего же он состоит? 58,5 % — чистое золото, 34 % приходится на медь, 7,5 % — серебро. Температура плавления золота 585 пробы — приблизительно 840 ^оС, что значительно ниже показателя у чистой навески. Однако в целом свойства сплава гораздо лучше, так как примеси компенсируют недостатки простого металла. Медь служит для увеличения прочности и твердости изделия. Однако если ее будет слишком много, то изделие быстро подвергнется коррозии. Серебро влияет на цвет. Благодаря ему сплав более желтый, блестящий, без примеси зеленого оттенка. То, что температура плавления золота 585 пробы так низка по сравнению с чистым вариантом, говорит о том, что обращаться с изделиями следует крайне осторожно и бережно и не оставлять вблизи открытого огня.
2. Золото 999. Это сплав — на основе практически чистого металла с небольшой долей меди. Из-за этого температура плавления золота 999 возрастает по сравнению с предыдущим показателем. Она составляет 1063 ^оС, то есть то же значение, что и для простого вещества. Изделия из такого сплава более мягкие, способны к деформации, поэтому требуют тщательного обращения и особого ухода.

Золото 375

Температура плавления золота 585 является средним показателем. Ведь существует еще сплав, в котором на долю благородного металла приходится всего 37,5 % (375 проба). У такого варианта показатель плавления вообще близится к 770 ^оС, что является минимальным значением.

Если говорить о сплаве на основе золота и серебра, то такие варианты вообще не используются. Изделие получится слишком мягким. Поэтому медь присутствует обязательно. Температура плавления серебра и золота приблизительно одинакова, разброс небольшой. У белого металла она составляет 961,8 ^оС. Поэтому их совместный сплав не слишком понижает общий показатель в продукте.

От чего зависит цвет украшений из золота?

Каким цветом будет отливать украшение на свету, зависит от того, какие добавки в смеси и каково их процентное соотношение. Красный оттенок будет иметь изделие, в котором 50/50 золота и меди-серебра.

Белый — если в смесь ввести палладий, никель и больше серебра. Зеленый — серебро и медь, розовый — серебро, палладий и медь.

Температура плавления золота и особенности процесса

Многие покупатели золота задумываются, почему этот драгметалл настолько дорогой? Но кроме внешнего вида золота, привлекательного цвета и красоты, у него есть масса преимуществ с химической и физической точек зрения. Например, плотность, ковкость, температура плавления золота — вот те особенности металла, которые используются в ювелирном деле, промышленности, медицине.

Как плавят золото

Свойства золота, за которые ценится металл

Золото в природе находится в виде крупинок, частиц или самородков. Поэтому металл, прежде чем попадает в банки или магазины, требует обработки. Процедура проводится на заводах, но ее можно реализовать и дома, если знать последовательность стадий. Переработка металла происходит следующим образом:

• Механическая очистка золота от примесей. Это происходит с помощью напора воды с растворами, которые дополнительно отмывают золото от грязи и налета.
• Химическая очистка, или аффинаж, золота, который отделяет золото от других металлов или руды. Чаще всего золото очищают от примесей с помощью царской водки, смеси азотной и соляной кислот.
• Осаждение золота.
• Плавление металла. Изготовление слитков, кусков металла или изделий разной формы. Для процесса необходимо знать, при какой температуре плавится золото. Тогда из бесформенного драгметалла можно получить изделие или слиток.

Кроме того, золото обладает:

Высокой стойкостью по отношению к действию атмосферы. Оно не поддается коррозии, в отличие от других металлов, и не меняет вид со временем, даже находясь в земле. А в виде украшений золото также сложно подвергается химическим реакциям.

Золото — ковкий металл. Его пластичность позволяет изготавливать изделия различной формы. Сусальное золото — тонкие листы из драгметалла, которые можно раскатать толщиной 0,01 мм и при этом они будут сохранять свою целостность. По шкале мягкости Мооса драгметалл получил значение 2,5–3,0 из максимальных десяти. Это значит, что в чистом виде золото можно поцарапать даже ногтями.

Плотность золота также добавляет ему ценности. Металл в 19,3 раза плотнее, чем вода. Это свойство позволяет облегчить процедуру поиска и отмывания золота в месторождениях.

У металла хорошая электропроводимость и низкая сопротивляемость. Но чтоб использовать золото в промышленных масштабах, нужны слишком большие затраты, и самого сырья в природе не хватит для подобных целей. Но в микросхемах и датчиках иногда используют золото, для улучшения контактов. Поэтому небольшое количество драгметалла можно найти, если порыться в старой технике. А потом возникает вопрос: как расплавить золото в домашних условиях и можно ли это сделать? В принципе это можно осуществить, особенно если золото более низкой пробы.

Золотые самородки

Способы плавления и температура процесса

Температура плавления материала высокая. Этот показатель для драгметалла 999 пробы равняется 1064 градусам по Цельсию. А закипать золото начинает при 2947 градусах. Несмотря на такие высокие показатели, плавление металла — несложная процедура, именно она позволяет изготовить украшения. Ювелиры, которые овладели процессом плавления и ковки в совершенстве, выпускают изделия филигранной работы.

Но в некоторых ситуациях можно уменьшить температуру плавления. Например, плавка золота 585 пробы осуществляется при температуре 840 градусов. Поэтому эта проба популярна среди ювелиров, а также ее подделывают мошенники. А вот 999 пробу расплавить в домашних условиях невозможно, такая температура достигается только на заводах.

Плавление золота 375 пробы самое легкое, поскольку подходящая температура — всего 770 градусов. Практически любая лигатура, то есть добавление постороннего металла в сплав, уменьшает температуру плавления. Кроме палладия, который увеличивает показатель. Но и его используют для создания украшений благородного бежевого оттенка.

Расплавленный металл приобретает зеленоватый оттенок, и его обязательно нужно выковать, чтоб придать форму металлу. Дома это делается с помощью горелки, специальной посудины и химических реактивов. Перед плавкой нужно очистить золото. И обязательно придерживаться правил безопасности во время процесса.

Но лучше не рисковать и не использовать обычную плиту. Если планируете часто плавить золото, оборудуйте специальную печь возле дома. А учиться лучше всего на слитках 999 пробы. Их можно положить в специальный тигль, поставить его на угли и постоянно поддувать на золото.

Для помешивания лучше взять палочку из титана. После переливания плавленого золота в формы не забудьте закалить драгметалл спиртом. Это необходимо для того, чтоб золото быстрее застыло и было прочным.

Золотой лом переплавить сложнее, поскольку придется затратить больше времени. Сначала нужно распределить пробы металла так, чтобы они не смешивались во время процесса. Перед плавлением проводится аффинирование в домашних условиях. И только потом можно приступать к плавке.

Кстати, сделать это можно еще одним способом — с помощью бензиновой горелки. Преимущество заключается в том, что она не только плавит металл, но и выжигает кислород, который разрыхляет золото. После такой процедуры расплавленное золото остужают водой.

Именно плавка превращает бесформенные слитки или самородки в изысканные украшения. Немало в процессе зависит от мастера, который его контролирует. Поэтому в плавлении золота важно не только знать техническую сторону, но еще и иметь богатый опыт.

Температура плавления золота. Температура плавления и кипения металлов

Именно физические свойства металлов по большей части определяют области их применения людьми в технике и промышленности. Среди основных характеристик немаловажное значение имеет температура их плавления. Знание данного параметра позволяет успешно сочетать различные ингредиенты и создавать удобные, прочные и качественные сплавы, наиболее хорошо подходящие для использования в быту.

Температура плавления и кипения металлов

Для каждого представителя данный показатель свой. Однако предел нагревания есть у всех металлов. При определенной температуре они начинают плавиться, переходя из твердого в жидкое состояние. Если же довести показатель до критического значения, то металл перейдет в газообразное состояние, то есть начнется процесс кипения и испарения.

Поэтому существует целая классификация, отражающая способность металлов к плавлению. Все они делятся на следующие группы.

1. Легкоплавкие. В данную группу входят те, что плавятся при показателях ниже 600 ^оС. Пример: цинк, натрий, галлий, висмут, олово, цезий и прочие.

2. Среднеплавкие. Показатель в пределах 600-1600 ^оС. Например, температура плавления золота в чистом виде — 1063 ^оС, значит, оно относится к этой группе металлов.
3. Тугоплавкие. Свыше 1600 ^оС. Примеры: титан, вольфрам, хром и другие.

Следует заметить, что данная классификация справедлива только для чистых металлов. Когда речь заходит о сплавах, то цифры резко меняются, и значения могут сильно отличаться от исходных показателей.

Температура кипения металлов значительно выше, чем рассмотренный параметр. Так, если температура плавления золота — 1063 ^оС, то кипения — уже 2947 ^оС. Различие практически вдвое!

Золото: общая характеристика

Aurum, или золото, — это химический элемент под номером 79 в периодической системе. Атомная масса составляет 196,967 единиц. Располагается в I группе, побочной подгруппе. Относится к благородным металлам, наряду с:

• платиной;
• серебром;
• палладием.

С точки зрения химической активности является практически инертным, без особых условий в реакции не вступает. Имеет особые физические свойства, позволяющие применять его в ювелирном деле, технике, промышленности.

Физические свойства золота

Чем же так уникален этот металл, за которым много веков подряд гонятся люди и который стал символом финансового благополучия во всем мире?

1. Цвет. Для чистого золота характерен красивый насыщенный желтый цвет с ярко выраженным металлическим блеском. Жидкий металл имеет бледно-зеленую окраску. Пары его желто-зеленого цвета.
2. Твердость. По данному параметру золото уступает многим другим представителям, так как является мягким металлом. По шкале твердости веществ (шкала Мооса) данный показатель составляет 2,5-3.
3. Температура плавления золота — 1063 ^оС.
4. Электропроводность хорошая, составляет 75 % по отношению к меди как сверхпроводнику.
5. Теплопроводность и теплоемкость также отличная. Изделия из золота мгновенно нагреваются и также быстро раскаляются.

Особые свойства, придающие золоту высокую ценность, рассмотрим отдельно. Это:

• ковкость;
• пластичность;
• плотность.

Плотность металла

Сама характеристика плотности означает вес вещества в единице объема. Так вот золото обладает практически максимальным показателем по данному параметру. Так, например, полстакана чистого золотого песка будет иметь вес около 1000 грамм.

Плотность золота, очищенного от примесей, составляет 19,3 г/см³. Если же говорить о природных золотосодержащих породах, то в нем показатель несколько ниже — 18-18,2 г/см³. Этот показатель позволяет удобно извлекать рассматриваемый металл из пород. Он же делает золото таким дорогим за совсем небольшое количество по граммам.

Ковкость и пластичность

Температура плавления золота, а также его чрезвычайная ковкость и пластичность делают его удобным и послушным в руках опытных людей. Так, на слуху понятие «сусальное золото». Что это такое? Это прокатанные в тончайшие полупрозрачные листы золотые кусочки, которые при этом не теряют своего яркого и красивого блеска. Сусальным золотом можно покрывать поверхности изделий, стены, купола церквей и так далее.

Всего из 1 г этого удивительного металла можно изготовить очень тонкую проволоку, длина которой составит почти 3 тысячи метров! Золото легко подвергается следующим деформациям без потери свойств и целостности структуры:

• сдавливание;
• смятие;
• искривление;
• измельчение;
• прокатывание;
• растяжение;
• придание любой желаемой формы.

Естественно, что такой набор физических свойств не может оставаться незамеченным людьми, и поэтому золото находит применение в самых разных отраслях науки, техники и промышленности.

Нахождение в природе и использование человеком

В первозданном виде золото встречается в природе в форме слитков, песка или вкраплений в горные породы. Россыпи золота — это места их добычи человеком. В смеси с песком, глиной и другими частями оно извлекается, а затем отделяется в чистом виде.

Также золото содержится в:

• растениях;
• животных;
• человеческом организме;
• подземных водах;
• морях и океанах;
• литосфере.

Из всех этих мест люди научились извлекать металл для использования в своих нуждах. Для чего же он нужен?

1. Самая главная отрасль — это, конечно, ювелирное дело. Красивые украшения, выполненные из разных сплавов золота, являются главным признаком финансового достояния практически каждой женщины. Их дарят любимым, в них вкладывают деньги, ими восхищаются и их ценят.
2. Техника. Температура плавления золота и платины, а также палладия, никеля и некоторых других металлов делает их очень ценными для использования в технических целях. А свойство золота обладать высокой степенью ковкости и пластичности в сочетании с химической инертностью позволяет применять проволоку из этого металла в самых мелких деталях, чипах. Например, телефонах, телевизорах, калькуляторах и других электронных устройствах.
3. Золото — твердая валюта по всему миру, которая не обесценивается никогда. Ему не страшны инфляция и дефолт, поэтому многие хранят свои сбережения именно в слитках этого металла.
4. Награды за достижения в разных видах спорта, турнирах и играх исполняются из золота, серебра и бронзы, что еще раз подчеркивает их высокую ценность.

Сплавы золота

Перечисленные характеристики металла в чистом виде делают его не только уникальным и востребованным, но также сказываются на качестве изделий. Так, вследствие высокой мягкости, украшения из чистого золота легко деформировать, помять и испортить. Поэтому чаще всего используют сплавы металла с другими представителями периодической системы.

1. Золото 585 пробы. Этот сплав самый продаваемый и распространенный в нашей стране и за рубежом. Из чего же он состоит? 58,5 % — чистое золото, 34 % приходится на медь, 7,5 % — серебро. Температура плавления золота 585 пробы — приблизительно 840 ^оС, что значительно ниже показателя у чистой навески. Однако в целом свойства сплава гораздо лучше, так как примеси компенсируют недостатки простого металла. Медь служит для увеличения прочности и твердости изделия. Однако если ее будет слишком много, то изделие быстро подвергнется коррозии. Серебро влияет на цвет. Благодаря ему сплав более желтый, блестящий, без примеси зеленого оттенка. То, что температура плавления золота 585 пробы так низка по сравнению с чистым вариантом, говорит о том, что обращаться с изделиями следует крайне осторожно и бережно и не оставлять вблизи открытого огня.
2. Золото 999. Это сплав — на основе практически чистого металла с небольшой долей меди. Из-за этого температура плавления золота 999 возрастает по сравнению с предыдущим показателем. Она составляет 1063 ^оС, то есть то же значение, что и для простого вещества. Изделия из такого сплава более мягкие, способны к деформации, поэтому требуют тщательного обращения и особого ухода.

Золото 375

Температура плавления золота 585 является средним показателем. Ведь существует еще сплав, в котором на долю благородного металла приходится всего 37,5 % (375 проба). У такого варианта показатель плавления вообще близится к 770 ^оС, что является минимальным значением.

Если говорить о сплаве на основе золота и серебра, то такие варианты вообще не используются. Изделие получится слишком мягким. Поэтому медь присутствует обязательно. Температура плавления серебра и золота приблизительно одинакова, разброс небольшой. У белого металла она составляет 961,8 ^оС. Поэтому их совместный сплав не слишком понижает общий показатель в продукте.

От чего зависит цвет украшений из золота?

Каким цветом будет отливать украшение на свету, зависит от того, какие добавки в смеси и каково их процентное соотношение. Красный оттенок будет иметь изделие, в котором 50/50 золота и меди-серебра.

Белый — если в смесь ввести палладий, никель и больше серебра. Зеленый — серебро и медь, розовый — серебро, палладий и медь.

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца

В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их  теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.

В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.

Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.

Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.

По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м³. Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м³.

Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).

Температура плавления припоев на основе серебра, их плотность и удельное электрическое сопротивление

К серебряным припоям относятся такие припои, как ПСр72, ПСр71, ПСр70, ПСрМО68-27-5, ПСр65, ПСр62, ПСр50, ПСр50КД, ПСрМЦКд45-15-16-24, ПСрКДМ50-34-16, ПСр45, ПСр40, ПСр37,5, ПСр25, ПСр25Ф, ПСр15, ПСр12М, ПСр10, ПСр010-90, ПСрОСу8 (Впр-6), ПСрМО5 (Впр-9), ПСрОС 3,5-95, ПСр3, ПСрО 3-97, ПСрОС3-58, ПСр3Кд, ПСр2,5, ПСр2,5С, ПСр2, ПСрОС2-58, ПСр1,5, ПСр1.

Плотность припоев на основе серебра изменяется в пределах от 7400 до 11400 кг/м³. Низкая плотность припоя, содержащего серебро, свойственна таким припоям, как: ПСрОСу8, ПСрМО5, ПСрОС 3,5-95 и ПСр010-90. Наиболее тяжелый припой — это ПСр3, его плотность равна 11,4 г/см³.

Температура плавления припоев на основе серебра находится в диапазоне от 183 до 860°С. Припоем с наименьшим удельным электрическим сопротивлением является серебряный припой ПСр72 — его электросопротивление равно 2,1 мкОм·см.

Удельное электрическое сопротивление припоев значительно изменяется в зависимости от марки припоя. Оно может иметь значение в интервале от 2,1 (у припоя ПСр72) до 37,2 мкОм·см — у ПСр37,5.

Примечание: плотность и удельное электрическое сопротивление припоев указаны при комнатной температуре.

Температура плавления припоев и легкоплавких сплавов

В таблице даны значения температуры плавления припоев и легкоплавких сплавов на основе ртути Hg, цезия Cs, калия K, висмута Bi, таллия Tl, индия In, олова Sn, свинца Pb, кадмия Cd, сплав Вуда, сплавы Роуза (Розе), золота Au, магния Mg, цинка Zn, серебра Ag.

Значения температуры плавления припоев и сплавов в таблице приведены начиная с самых легкоплавких сплавов и находятся в диапазоне от -48,2 до 262°С. В сплавах с отрицательной температурой плавления (от минус 48,2°С) преобладает содержание ртути и щелочных металлов. Легкоплавкие сплавы с температурой плавления от 200 до 260°С имеют в своем составе преимущественное содержание висмута и таллия.

Примечание: эвт — эвтектические сплавы или близкие к ним; для неэвтектических сплавов приводятся значения температуры солидуса.

Плотность припоев и баббитов, их теплопроводность и КТлР

В таблицах даны теплофизические свойства некоторых припоев и  баббитов (антифрикционных подшипниковых материалов) при комнатной температуре. Представлены такие свойства, как: плотность, коэффициент температурного расширения и теплопроводность.

Указаны свойства следующих припоев и баббитов: ПОС-30, ПОС-18, ПСр45, ПОЦ70, ПОЦ60, 34А, эвтектический силумин; баббиты, Б83, Б16, БКА, Б88, Б89, Б6.

Следует отметить, что плотность припоев, коэффициент температурного расширения (КТлР) и теплопроводность припоев и баббитов имеют близкие значения, за исключением припоя 34А и эвтектического силумина, которые в 2-4 раза легче.

Состав и теплопроводность припоев и баббитов при различных температурах

В таблице представлен состав и значение коэффициента теплопроводности алюминиевых антифрикционных сплавов, баббитов и припоев при температуре от 4 до 300 К (от -269 до 27°С).

Рассмотрены следующие припои и подшипниковые материалы: АН2,5, АО6-1, БКА, Б16, Б83, Б88, ПОС61, ПОС18, ПОССу18-2, ПОССу40-2, сплав Вуда, сплав Розе, ПСр25, ПСр44, ПСр70.

Наиболее теплопроводным антифрикционным сплавом, по данным таблицы, является сплав АО6-1 — его теплопроводность равна 180 Вт/(м·град). Наибольшую теплопроводность среди рассмотренных припоев имеет серебряный припой ПСр70 (на основе серебра и меди) — теплопроводность этого припоя равна 170 Вт/(м·град).

Источники:

1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
4. Цветные металлы. Справочник. — Нижний Новгород: «Вента-2», 2001. — 279 с.