Никель серебро что это

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гущинский Андрей Анатольевич, Мальцев Эдуард Владимирович, Павлов Евгений Александрович, Ефимов Валерий Николаевич, Хориков Павел Александрович

Рассматривается применение сплавов серебра в электротехнической промышленности. Рассмотрено влияние модифицирующей добавки никеля на свойства серебряного сплава. Описываются исследования, связанные с растворимостью никеля в расплаве серебра при различных температурах. Описана технология получения лигатуры для промышленного производства технического сплава серебра, содержащего никель.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гущинский Андрей Анатольевич, Мальцев Эдуард Владимирович, Павлов Евгений Александрович, Ефимов Валерий Николаевич, Хориков Павел Александрович

Исследование и разработка технологии плавки и литья ювелирного золотого сплава 585 пробы с добавкой хрома для получения полуфабрикатов

Как определить в процессе, платина, палладий, серебро или никель.

Модифицирование, гомогенизация, интенсификация теплопереноса как основные рычаги управления свойствами литого полуфабриката

Разработка нового серебряного ювелирного сплава белого цвета 925-й пробы для изготовления цепей

Разработка технологии изготовления золотого ювелирного сплава белого цвета 585-й пробы, не содержащего никель, для производства цепей

Совершенствование методики экспериментального исследования растворимости висмута в никеле
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH THE SOLUBILITY OF NICKEL IN SILVER FOR THE PURPOSE OF SILVER ALLOYS MODIFYING

Application of silver alloys in electrotechnical industry is considered. Influence of nickel modifying additive on properties of a silver alloy is considered. The researches connected with solubility of nickel in fusion of silver at various temperatures are described. The technology of receiving a ligature for industrial production of silver technical alloy containing nickel is described.

Текст научной работы на тему «Исследование растворимости никеля в серебре с целью модифицирования серебряных сплавов»

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ НИКЕЛЯ В СЕРЕБРЕ С ЦЕЛЬЮ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРЕБРЯНЫХ СПЛАВОВ

1 ОАО «Красцветмет», г. Красноярск 2 Сибирский федеральный университет, г. Красноярск

Поступила в редакцию 03.12.2012

Рассматривается применение сплавов серебра в электротехнической промышленности. Рассмотрено влияние модифицирующей добавки никеля на свойства серебряного сплава. Описываются исследования, связанные с растворимостью никеля в расплаве серебра при различных температурах. Описана технология получения лигатуры для промышленного производства технического сплава серебра, содержащего никель.

Ключевые слова: сплав серебро-никель, электрические контакты, модифицирование, лигатура

Серебро является прекрасным материалом для различных областей промышленности, но важнейшие отрасли его применения — это электротехника и электроника. Высокая электропроводность, теплопроводность и стойкость к окислению кислородом при обычных условиях делают серебро незаменимым материалом для изготовления различных контактов электротехнических изделий, в том числе, контактов выключателей, реле, многослойных керамических конденсаторов, проводников в высокочастотных цепях и др.

ПАЛЛАДИЙ СЕРЕБРО НИКЕЛЬ из ЭВМ ЛАМЕЛЕЙ

По международной классификации принято относить электропроводность проводников к электропроводности меди. Это отношение составляет для серебра 108,4%. Единственным препятствием использования серебра в чистом виде являются его низкие механические характеристики. Пластическая деформация полуфабрикатов из серебра не дает значительного увеличения прочностных характеристик.

С целью улучшения механических свойств, повышения жаропрочности и сопротивления истиранию в сплавы серебра вводят

Ефимов Валерий Николаевич, кандидат химических наук, начальник участка опытно-производственного цеха

Хориков Павел Александрович, начальник отделения Скуратов Александр Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры «Теплотехника и гидрогазодинамика»

различные добавки. Так, многие сплавы серебра, предназначенные для изготовления электрических контактов, содержат никель [1]. Известно промышленное использование так называемого «мелкозернистого серебра» — двойного сплава, содержащего 0,15% никеля, предложенного Фроглихом.

Модифицирующее действие добавки никеля основано, по-видимому, на образовании в затвердевающем расплаве множества мельчайших кристалликов никеля, являющихся зародышами формирующейся твердой фазы, и ограничивающих рост линейных размеров зерен серебра. Добавка никеля увеличивает твердость и прочность сплава по сравнению с чистым серебром, и не снижает существенно его пластичности. Эффективность добавки никеля особенно проявляется при повышенной температуре (рис.1). [1]. Вместе с тем, широкое применение сплавов серебра с никелем существенно сдерживается рядом проблем, связанных с трудностями их промышленного изготовления.

0,1_I_I [..I’ll_[_|. I _j_j_u__lI_I_ i » I I и

o,i o. 0,3 a/, ift : j s ю я я m mmm m

Рис. 1. Изотермы длительной прочности от для серебра 99,99% (1) и сплава СрН-0,15 (2)

Следует отметить ограниченную растворимость никеля в серебре и низкую скорость процесса растворения тугоплавкого (по отношению к серебру) никеля. Кроме того, использование никеля в форме порошка может вызвать его частичное окисление кислородом, растворенным в расплаве серебра и, как следствие, получение слитка, не соответствующего заявленному составу.

В настоящей работе представлена попытка усовершенствования технологии модифицирования серебра никелем за счет использования промежуточных бинарных лигатур. Последние, в свою очередь, были разработаны и изготовлены на основе известных данных о растворимости никеля в расплавах серебра при различных температурах [2].

Диаграмма фазового равновесия системы «серебро-никель» является простой мо-нотектической системой с обширным куполом расслаивания в жидкой фазе [2]. Сплав может образоваться только тогда, когда исходные компоненты растворяются в жидком состоянии и без остатка. Однако при кристаллизации однородного расплава могут образоваться различные типы структур. Так, максимальная растворимость никеля в твердом серебре составляет не более 0,15%мас. Очевидно, что для получения повышенного содержания никеля в лигатуре необходимо значительно перегреть серебряный расплав, содержащий никель, и затем охладить его с возможно высокой скоростью.

Экспериментальная часть работы по введению никеля в расплав серебра была проведена с помощью индукционной плавильной установки. Плавка проводилась в графитовом тигле. Для защиты шихты в камеру печи подавался инертный газ — аргон. В разогретый до 750оС тигель загружали никелевую пластину в форме крупных кусков. Затем загружали серебро в виде гранул, и продолжали разогрев.

После полного плавления серебра температуру расплава поднимали до заданной, и проводили изотермическую выдержку. Слив расплава проводили через донное отверстие тигля в грануляционный бак с водой (!=30°С). Была проведена серия экспериментов. После каждого опыта пластину никеля взвешивали и по убыли массы рассчитывали количество никеля, перешедшего в расплав.

Расчетные данные хорошо согласуются с результатами химического анализа проб гранулированных сплавов, полученными химической лабораторией (рис. 2).

Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют, что концентрация никеля в гранулированных серебряных сплавах в значительной степени зависит от температуры

изотермической выдержки расплава. Так, заметное увеличение концентрации никеля отмечено при температурах 1250оС и выше. В температурном интервале 1300-1400оС концентрация никеля также возрастает с температурой (достигая 1,0-1,1%), но с меньшим коэффициентом температурной зависимости. Дальнейшее увеличение температуры приводит к незначительному повышению содержания никеля в серебре (на 0,040,07%).

1 1Ш 1 1Я 1 ТТЛ 13£П 1ТП 1ЭЯЗ 1 ш

Рис. 2. Содержание никеля в лигатурных сплавах

Сопоставив полученные результаты и данные исследований по растворимости углерода в никеле [3], был сделан вывод, что поднимать температуру выше 1300оС в данном случае нецелесообразно. Это связано с тем, что растворимость углерода в никеле возрастает с температурой и при 1319оС уже достигает 0,5%. Дальнейшее повышение температуры повышает вероятность образования карбида никеля, который, как потенциальный компонент лигатуры может негативно сказаться на пластичности конечного сплава «серебро-никель». Таким образом, было установлено, что концентрация никеля в промежуточной бинарной лигатуре, равная 1%, является оптимальной для последующего использования в производстве сплава СрН-0,15.

Дальнейшие исследования имели целью изучение влияния размера и формы формирующихся гранул лигатуры на их структуру, а также на наличие в них внутренних дефектов и пор. Для этого после слива и грануляции расплава осуществляли фракционный рассев полученных гранул и производили металлографический анализ их микроструктуры. Фракционный рассев показал, что основная масса расплава (95%) кристаллизуется в виде шаровидных частиц в диапазоне от 2 до 4 мм. Очевидно, что малая динамическая вязкость и высокое поверхностное натяжение расплава «серебро-никель» позволяют ему образовывать гранулы сферической формы за короткое время (рис. 3).

Рис. 3. Гранулы лигатуры «серебро-1% никеля»: а) фракция 3,15+2 мм, б) фракция 4+3,15 мм

Металлографический анализ указал на наличие в объеме каждой гранулы сформировавшейся зеренной структуры, что косвенно свидетельствует о сильном модифицирующем влиянии никеля и равномерности его распределения по объему (рис. 4).

Полученная гранулированная лигатура была использована в опытном промышленном производстве слитков сплава «серебро-0,15% никель». Образцы полученного сплава были подвергнуты исследованию микроструктуры методами металлографии и электронной микроскопии (рис. 5).

Рис. 4. Структура гранул лигатуры «серебро-1% никель»: а) х 220; б) х 1100

На снимке (рис. 5а) видны узкие, вытянутые зерна к центру литого образца, что свидетельствует о высокой скорости теплоотвода при его кристаллизации. Увеличение этого изображения (рис. 5б, 5в) позволило выявить наличие в сплаве субструктуры с четкой степенью окри-сталлизованности субзерен, соответствующих по своей геометрии кубической гранецентрирован-ной решетке серебра и никеля.

Боковой срез (рис. 5г) показывает субструктуру в виде пилообразного рельефа, что подтверждает присутствие в сплаве структурной периодичности. Присутствие второй фазы в сплаве не наблюдается.

Механические характеристики сплава определяли по величине его микротвердости. У полученного сплава микротвердость составила 560 МПа, что свидетельствует о его достаточной пластичности после литья и указывает на возможность его дальнейшей холодной механической обработки. На основании полученных результатов данный сплав можно отнести к однофазному твердому раствору, химический состав которого подтвержден результатами анализа ЦЗЛ.

Рис. 5. Микроструктура сплава «серебро-0,15% никель»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: 2.

1. Мастеров, В.А. Серебро, сплавы и биметаллы на

его основе / ВА. Мастеров, Ю.В. Саксонов. Спра- 3. вочник. — М.: Металлургия, 1979. 296 с.

Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник: В 3 т.: Т.т1. Под общ. ред. Ля-кишева Н.П. — М.: Машиностроение, 1996. 992 с. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник: В 3 т.: Т. 2. Под общ. ред.

Н.П.Лякишева. — М.: Машиностроение, 1996. 992 с.

RESEARCH THE SOLUBILITY OF NICKEL IN SILVER FOR THE PURPOSE OF SILVER ALLOYS MODIFYING

1 JSC «Krastsvetmet», Krasnoyarsk 2 Siberian Federal University, Krasnoyarsk

Application of silver alloys in electrotechnical industry is considered. Influence of nickel modifying additive on properties of a silver alloy is considered. The researches connected with solubility of nickel in fusion of silver at various temperatures are described. The technology of receiving a ligature for industrial production of silver technical alloy containing nickel is described.

Key words: alloy silver-nickel, electric contacts, modifying, ligature

Источник: cyberleninka.ru

Нейзильбер

Гребень для волос «немецкое серебро» от Брюса Цезаря (Pawnee ), Оклахома, 1984

Нейзильбер, Майлехорт, Германское серебро, Аргентан, новое серебро, никелевая латунь, albata, alpacca, представляет собой медь сплав с никелем и часто цинк. Обычный состав — 60% меди, 20% никеля и 20% цинка. Нейзильбер назван из-за своего серебристого цвета, но он не содержит элементарного серебра, если не покрыт металлическим покрытием. Название «германское серебро» связано с его разработкой немецкими мастерами-металлистами 19 века из китайского сплава, известного как пактонг или байтонг (白銅) («белая медь» или мельхиор ). Все современные коммерчески важные никелевые серебра (например, стандартизированные в соответствии с ASTM B122) содержат значительное количество цинка и иногда считаются подмножеством латуни.

История

Начертание креста на куске неочищенного никелевого серебра на мастерская в Сан-Мигель-Альенде, Гуанахуато, Мексика

Никелевое серебро было впервые известно и использовалось в Китае. Во время династии Цин его «контрабандным путем ввозили в различные части Ост-Индии », несмотря на правительственный запрет на экспорт никелевого серебра. На Западе он стал известен благодаря импортным изделиям, которые назывались байтонг (мандарин ) или пактонг (кантонский ) (白 銅, буквально «белая медь»), для которых использовался серебристый металлический цвет. Используется для имитации стерлингового серебра. Согласно Бертольду Лауферу, он был идентичен хар сини, одному из семи металлов, признанных Джабиром ибн Хайяном.

В Европе, следовательно, сначала он назывался пактонг, что примерно как baitong произносится на кантонском диалекте. Самое раннее европейское упоминание о пактонге относится к 1597 году. С тех пор и до конца восемнадцатого века упоминается, что он был экспортирован из Кантона в Европу. Однако немецкие подражания пактонгу начали появляться примерно с 1750 года.

В 1770 г. на металлургическом заводе Зуль (Германия) был произведен аналогичный сплав. В 1823 году в Германии был проведен конкурс по совершенствованию производственного процесса: цель заключалась в разработке сплава, который имел бы наибольшее визуальное сходство с серебром. Братья Хеннигер в Берлине и в Шнеберг независимо друг от друга достигли этой цели.

Производитель Berndorf назвал торговую марку Alpacca, которая стала широко известна в Северной Европе благодаря мельчайшему серебру. В 1830 году в Англии был введен немецкий процесс производства, в то время как экспорт пактонгов из Китая постепенно прекратился. В 1832 году в Бирмингеме, Англия была разработана разновидность германского серебра.

После того, как в 1840 году Джордж Ричардс Элкингтон и его двоюродный брат Генри запатентовали современный процесс производства никелевого серебра с гальваническим покрытием. Элкингтона в Бирмингеме, развитие гальваники привело к широкому использованию никелевого серебра. Он сформировал идеальную, прочную и яркую основу для процесса нанесения покрытия. Он также использовался без покрытия в таких приложениях, как столовые приборы.

Использует

никелевое серебро из мастерской Рут Кортес Родригес в Мексике

Никелевое серебро впервые стало популярным в качестве основного металла для посеребренных столовых приборов и другого серебра., в частности, гальванизированные изделия, называемые EPNS (гальваническое никелевое серебро). Он используется в застежках-молниях, ключах более высокого качества, костюмах украшениях, для изготовления музыкальных инструментов (например, флейт, кларнетов ), и является предпочтительным для пути в компоновках модели железной дороги с электрическим приводом, поскольку его оксид является проводящим. Он широко используется при производстве монет (например, португальских эскудо и прежних GDR марок ). Его промышленное и техническое применение включает морскую арматуру и водопроводную арматуру из-за ее коррозионной стойкости и нагревательные катушки из-за ее высокого электрического сопротивления.

В девятнадцатом веке, особенно после 1868 года, североамериканские равнинные индийские ювелиры могли легко приобретать листы немецкого серебра. Они использовали их для резки, штамповки и холодной штамповки широкого спектра аксессуаров, а также конского снаряжения. В настоящее время мастера по металлу Plains использовали немецкое серебро для изготовления подвесок, пекторалей, браслетов, нарукавных повязок, пластин для волос, раковин (овальных декоративных пластин для ремней), серег, пряжек для ремней, слайдов для галстуков, булавок и т. Д. душ-тух и диадемы. Никелевое серебро — это металл, который предпочитают современные мастера Kiowa и Pawnee в Оклахоме. Многие металлические детали современных элитных конских упряжек и шлейок сделаны из мельхиора.

В начале двадцатого века немецкое серебро использовалось производителями автомобилей до появления стального листа; например, знаменитый Rolls-Royce Silver Ghost 1907 года. Примерно после 1920 года его использование стало широко распространенным для карманных ножей валиков из-за его обрабатываемости и коррозионной стойкости. До этого наиболее распространенным металлом было железо.

банджо 19-го века с ободками из немецкого серебра по дереву для тональных качеств и внешнего вида.

Музыкальные инструменты, включая флейту, саксофон, труба и валторна могут быть изготовлены из мельхиора. Многие валторны профессионального уровня полностью изготовлены из мельхиора. Некоторые производители саксофонов, такие как Keilwerth, предлагают саксофоны из мельхиора (модель Shadow); они встречаются гораздо реже, чем традиционные саксофоны из лакированной латуни.

Флейты и пикколо для учащихся также изготавливаются из мельхиора с покрытием из серебра, хотя в моделях более высокого уровня, вероятно, используется серебро. Нейзильбер обеспечивает яркое и мощное качество звука; Дополнительным преимуществом является то, что металл тверже и имеет большую коррозионную стойкость, чем латунь.

Из-за своей твердости это наиболее часто используемый материал для деревянных духовых клавиш. Большинство кларнетов, флейт, гобоев и подобных духовых инструментов имеют клавиши из никелевого серебра, обычно покрытые серебром.

Он используется для изготовления трубок (называемых скобами), к которым привязаны тростники обое . Многие части медных инструментов сделаны из нейзильбера, например трубки, скобы или клапанный механизм. Слайды для тромбона многих производителей предлагают легкий вариант из нейзильбера (LT-слайд) для более быстрого действия скольжения и балансировки веса. Из него была изготовлена ​​резонаторная гитара National tricone . лады гитары, мандолины, банджо, бас-гитары и связанных с ними струнных инструментов обычно изготавливаются из нейзильбера. Нейзильбер иногда используется в качестве украшения на большой горной волынке.

Виллем Ленссинк, гоночная лошадь Формулы-1

Нейзильбер также используется в искусстве. Голландский скульптор Виллем Ленсинк создал несколько предметов из немецкого серебра. Искусство на открытом воздухе из этого материала легко противостоит всевозможным погодным воздействиям.

Мошенническое использование

Фальшивомонетчики использовали мельхиор для производства монет и медальонов, которые якобы были серебряными круглыми монетами, как правило, в попытке обманом заставить ничего не подозревающих покупателей платить цены, основанные на спотовой цене серебра. Металл также использовался для производства поддельных долларов Моргана.

Мошенничество с никелевым серебром включало производство реплик слитков с метками «никелевое серебро» или «германское серебро» весом в одну тройскую унцию. Они продаются без уведомления о том, что они не содержат элементарного серебра.

Токсичность

Согласно Руководству Merck, продолжительный контакт медных сплавов с кислой пищей или напитками (включая кипящее молоко) может выщелачивать медь и вызывать токсичность. Долгосрочные низкие дозы могут привести к циррозу печени. Также бывает, что у многих людей возникают аллергические реакции на никель, вызывающие мокнущую сыпь, которая не заживает, пока металл находится в контакте с кожей.

См. Также

• Серебро Аргентиум — звучит похоже на «аргентан», но это совсем другой драгоценный белый металл (Стерлинг Аргентиум = 92,5% серебра + 7,5% меди и германия), который в значительной степени остается незапятнанным длиннее, чем чистый стерлинг
• металл Britannia (примерно 93% олова, 5% сурьмы и 2% меди)
• Купроникель
• Пластина Шеффилда

Ссылки

Внешние ссылки

Wikisource содержит текст Британской энциклопедии 1911 года статьи German Silver.

• «German Silver». Американская циклопедия. 1879.
• История никелевого серебра
• Качество серебра

Источник: alphapedia.ru