Тугоплавким металлом является золото

К тугоплавким цветным металлам относятся воль­фрам, молибден и такие редкие металлы, как цирконий, тантал, ниобий, рений, ванадий, и др.

Вольфрам — белый металл плотностью 19 300 кг/м 3 , температурой плавления 3387°C. Среди металлов являет­ся самым тугоплавким. Его получают из солей вольфра­мовой кислоты в виде порошка. Применяется в метал­лургии качественных сталей, а также для производства сплавов с никелем, хромом, медью, кобальтом, титаном и др.

Вольфрам и его сплавы используют для изготовления нитей накаливания электрических ламп, арматуры элек­тронных ламп (нагревателей, анодов, катодов, сеток), термокомпенсаторов полупроводниковых приборов, элек­тронагревателей высокотемпературных печей, электри­ческих контактов и др.

Молибден — светло-серый металл плотностью 10200 кг/м 3 , температурой плавления 2617°C. Его полу­чают из медно-молибденовых руд и применяют для ле­гирования стали и производства жаропрочных, тугоплав­ких и кислотоупорных сплавов.

Молибден и его сплавы — важнейшие конструкцион­ные материалы в производстве электрических и электрон­ных ламп, электродов дуговых печей, нагревателей. Его также используют для напыления на детали, подвергаю­щиеся действию высоких температур, используемые в ракетной и космической технике.

Ниобий — Металл, ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЗОЛОТО!

Цирконий — серебристо-белый металл плотностью 6450 кг/м 3 , температурой плавления 1852°C. Он отлича­ется высокой химической стойкостью, поэтому широко используется для изготовления химической аппаратуры, медицинских инструментов, в ядерной технике. Кроме того, цирконий и его сплавы применяются в пиротехнике, для изготовления жаростойкой керамики (борид и нит­рид циркония) и в качестве сверхпроводников.

Тантал представляет собой металл светло-серого цве­та с синеватым отливом плотностью 16600 кг/м 3 , темпе­ратурой плавления 2996°C. Он отличается высокой коррозионной стойкостью, хорошей прочностью, пластич­ностью и свариваемостью. Применяется в производстве электрических конденсаторов большой емкости, отлича­ющихся малыми габаритами, широким интервалом рабочих температур и напряжений, надежностью и долговеч­ностью оборудования для химической промышленности, ювелирных изделий и др.

Ниобий — светло-серый металл плотностью 8570 кг/м 3 , температурой плавления 2500°C. Отличается высокой химической стойкостью, сверхпроводимостью, благодаря чему используется в производстве жаро- и химически стойких сталей, сверхпроводящих соленоидов и др.

Рений — светло-серый металл плотностью 21 030 кг/м 3 , температурой плавления 3180°C. Его используют для из­готовления жаропрочных сплавов, нитей накаливания, термопар, коррозионно- и износостойких покрытий.

Ванадий — серо-стальной металл плотностью 6110 кг/м 3 , температурой плавления 1900°C. Отличается твердостью и химической стойкостью. Он применяется главным образом для повышения прочности и вязкости стали, а также в ядерной энергетике, электронных при­борах, текстильной, стекольной и лакокрасочной промыш­ленности.

Драгоценные металлы

К драгоценным (благородным) металлам относится золото, серебро, платина и платиноиды.

Золото — металл желтоватого цвета плотностью 19 320 кг/м 3 , температурой плавления 1064,43°C. Облада­ет высокой электро- и теплопроводностью, химической, стойкостью, не окисляется и не образует сернистых пленок, легко обрабатывается давлением в холодном состоянии. Растворителями золота могут служить насыщенная хлором соляная кислота, а также «царская водка» (смесь концентрированной азотной и соляной кислоты в соот­ношении 1:3). В природе встречается главным образом самородное золото.

Золото является очень мягким металлом, поэтому в технике используется в основном в виде сплавов с пла­тиной, цирконием, серебром, медью, никелем и паллади­ем. Оно широко применяется в ювелирном производстве. В зависимости от процентного содержания лигатурных металлов (компонентов, входящих в сплав с драгоценны­ми металлами) получают золото желтого, зеленого, крас­ного и белого цветов. Выпускается также сусальное золото. Оно представляет собой листы толщиной 0,13— 0,67 мкм и применяется для золочения металлов, гипса, дерева, мрамора и других материалов.

Серебро — металл белого цвета плотностью 10500 кг/м 3 , температурой плавления 960,8°C. Среди ме­таллов серебро имеет наивысшую электро- и теплопро­водность. Оно отличается также пластичностью, удельной теплоемкостью, отражательными и бактерицидными свой­ствами. Серебро химически малоактивно, однако в при­сутствии кислорода и влаги взаимодействует с сероводо­родом и чернеет. Его добывают из комплексных руд или как самородное.

Серебро применяется как контактный материал в электротехнике, кино- и фотопромышленности, для про­изводства ювелирных изделий, очистки воды, изготовле­ния сплавов с золотом, медью, платиной, палладием, кадмием, никелем и кремнием.

Платина — серебристо-белый металл плотностью 21 450 кг/м 3 , температурой плавления 1769°C. По сравне­нию с другими благородными металлами она имеет наи­большее удельное электрическое сопротивление, низкую теплопроводность, незначительную летучесть и химичес­кую стойкость (растворяется только в «царской водке»).

Благодаря своим свойствам платина используется в химической промышленности, электротехнике, автомати­ке, радиотехнике, электрохимических процессах и др.

Платина в чистом виде обладает невысокой твердо­стью, поэтому ее применяют в виде сплавов с иридием, родием, никелем, рутением, осмием, молибденом, воль­фрамом и серебром.

Драгоценные металлы и сплавы на их основе, поставляемые для технических целей, характеризуются маркой, а использумые в ювелирной промышленности — пробой.

Taблица 11. Маркировка драгоценных металлов и сплавов на их основе

Источник: studfile.net

При какой температуре плавится и кипит золото: таблица в зависимости от пробы + способы расплавить металл в домашних условиях

Здравствуйте, мои читатели! В детстве я думал, что если прокипятить мамино кольцо в кастрюльке, оно расплавится. Мне очень хотелось увидеть, как плавится металл, и я успел провести с десяток экспериментов, пока мама не узнала, что у нее растет металлург. Ни один опыт не увенчался успехом, потому что температура плавления золота 1064,4 °C (градуса по Цельсию), а вода кипит всего при 100 °C.

Теперь я вырос и знаю, что все не так просто. Но плавление золота дома все же возможно, правда, для этого требуется нечто большее, чем просто кастрюлька и газ.

Характеристики и свойства металла

Золото — среднеплавкий металл: такими считаются те, что плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) при температуре от 600 °C до 1600 °C. Под определение среднеплавких подходят многие металлы (никель, железо, кобальт, серебро) и сплавы (сталь, латунь, чугун). Золото можно плавить при помощи приспособлений, пригодных для большинства металлов. Температура кипения золота — 2700 °C . Кроме того, оно обладает:

• высокой пластичностью и ковкостью;
• очень высокой плотностью;
• низкой твердостью.

Из слитка чистого золота можно выковать тонкую проволоку, не прибегая к использованию высокотехнологичного оборудования. Обладая несложным инструментарием и навыками, теоретически это возможно даже дома, потому что золото очень податливо и легко поддается обработке.

Как происходит переработка золотого сырья

Перед тем как превратиться в слиток, монету или украшение, драгметалл проходит многоэтапную обработку. Шихта — материал, подлежащий отправке в плавильную печь — может состоять как из крупиц золота, добытого в природе, так и из лома (часового, ювелирного, технического, стоматологического). Предварительные манипуляции направлены на то, чтобы сделать эту смесь максимально однородной перед плавлением. Для этого заводы по переработке подвергают сырье таким процедурам:

1. Механическая очистка: дробление крупных кусков, измельчение и просеивание под струей воды или раствора с добавлением абразива, который дополнительно отмывает шихту от грязи.
2. Химическая очистка от примесей — аффинаж. Вариатны: амальгамирование, растворение в царской водке или выщелачивание — цианированием или при помощи теокарбамидных растворов.
3. Осаждение металла из полученных растворов.

В результате очистки в распоряжении рабочего завода (или частного ювелира) оказывается золото — в количестве намного меньшем, чем исходная шихта, зато практически чистое.

Можно приступать к плавке.

При какой температуре плавится

Говоря о температуре 1064,4 °C, я имел в виду чистое золото 999 пробы. Мы с вами можем встретить его только в виде банковских слитков (или если сами займемся аффинажем). В ювелирном деле, промышленности и медицине используется разбавленный — легированный металл.

Цвет	Проба	Au (золото)	Ag (серебро)	Pd (палладий)	Cu (медь)	t (°C)
желтый	375	~37.5 %	~10 %	~3.8 %	остальное	926–949
желтый	585	~58.5 %	~8 %	нет	остальное	878–905
зеленый	585	~58.5 %	~30 %	нет	остальное	835–880
красный	585	~58.5 %	нет	нет	остальное	907–922
желтый	750	~75 %	~17 %	нет	остальное	920–930
розовый	750	~75 %	~12.5 %	нет	остальное	900–920
белый	750	~75 %	~5 %	~20 %	нет	1270–1280

Какие металлы используются в золотых сплавах, как они меняют температуру плавления

Необходимость изменить температуру плавления сплава особенно часто возникает при изготовлении припоев. Понижают температуру плавления золота более легкоплавкие добавки:

• цинк;
• олово;
• магний;
• алюминий;
• серебро (незначительно).

Повышают температуру плавления более тугоплавкие металлы и их сплавы — в ювелирном деле и промышленности это в основном платиновая группа:

Большинство интерметаллических сплавов хрупкие, поэтому для создания украшений они почти не применяются, а к промышленному использованию годны ограниченно.

Способы плавления и температура процесса

На заводах для плавления золота есть специальные плавильные печи, где без труда создается температура 1200 °C и выше. Дома невозможно установить такую. Ювелиры пользуются портативными плавильными печками, например индукционными. Некоторые любители плавят металлы в микроволновых печах, но в такой микроволновке больше будет нельзя готовить еду — учтите это перед тем, как выбрать свой метод.

«Классический» способ частных золотодобытчиков и ювелиров, не работающих с большими объемами сырья, — газовая или бензиновая горелка с инжектором и тигель — огнеупорная емкость, подходящая по размеру.

Можно ли расплавить золото в домашних условиях

Можно! Но нужно подготовиться.

Необходимое оборудование и материалы

Для самостоятельного изготовления отливок потребуются:

• тигель для плавления — керамический или графитовый, устойчивый к высоким температурам;
• горелка и топливо для нее;
• металлические щипцы;
• форма, в которую вы будете переливать расплавленное золото (изложница);
• бура (тетраборат натрия, его можно купить в аптеке) в качестве флюса для очистки расплава;
• деревянная или графитовая палочка для помешивания;
• доступ к чистой воде;
• вспомогательные емкости, салфетки, защитные аксессуары (перчатки, маска).

Подготовка шихты

Скорее всего, имеющееся в наличии сырье можно уместить в ладони, поэтому не будем имитировать заводской технологический процесс, а просто проверим лом на наличие ненужного мусора. Если у вас в руках аффинированный металл, то, вероятно, он уже измельчен и пригоден к плавлению — его достаточно промыть.

Если наша шихта — ювелирный лом, переплавить мы его сможем, но на выходе получится не чистый слиток, а сплав неизвестной пробы (как правило, мы не знаем, что и в каких пропорциях входит в состав украшений). Лом нужно тщательно измельчить перед плавлением.

Процесс плавки

Не забудьте надеть перчатки, темные очки и морально подготовиться к плавлению. Плавить золото нужно в чистом просушенном тигле, посыпав бурой и тигель, и шихту. Когда смесь буры и золота станет однородной, нужно посыпать расплав порошком вторично.

Подносите пламя горелки к золоту аккуратно, особенно если оно находится в тигле в виде мелких крупиц, чтобы не сдуть частицы металла. Не направляйте пламя на само золото: для начала аккуратно поводите огнем над ним. Нагревайте тигель постепенно и осторожно.

Работа занимает от 10 минут и более в зависимости от качества сырья. Через некоторое время дайте золоту слегка застыть и посмотрите на него. Если по мере затвердевания расплав мутнеет, значит, процесс не окончен и нужно использовать буру снова.

Когда характерный желтый блеск перестанет исчезать при остывании, плавление можно считать завершенным.

Получение отливок

Расплавленное золото заливается в подготовленную форму. Лучше, если она будет изготовлена из того же материала, что и тигель. Через несколько минут, когда слиток немного остынет, вы сможете взять его щипцами и опустить в воду.

Как очистить отливки

После того как бура сослужит свою службу и очистит расплавленное золото от лишних соединений, придется избавить слиток от остатков самой буры. Для окончательной очистки потребуются:

• соляная кислота — 20 мл;
• азотная кислота — 10 мл;
• дистиллированная вода — 0,5 л;
• огнеупорная колба;
• электроплитка.

Отливку нужно прокипятить в растворе кислот в течение 5 минут и промыть чистой водой. Эту часть эксперимента лучше проводить на открытом воздухе, например на дачном участке: испарения кислот токсичны.

Заключение

Мама больше не запрещает мне кипятить золотые вещи, а я, возможно, однажды соберусь подарить ей кольцо, которое отолью сам. Оставайтесь со мной — нас ждет еще много интересного!

Источник: zhazhdazolota.ru

Тугоплавкие и благородные металлы и сплавы

8. Тугоплавкие и благородные металлы и сплавы 8.1. Общая характеристика тугоплавких металлов и их сплавов Традиционно к тугоплавким металлам относят металлы, имеющие температуру плавления выше, чем у железа (1539 °С), исключая из этого ряда при этом металлы групп платины и урана и некоторые редкоземельные металлы.

Поэтому к группе тугоплавких металлов относят ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, рений, тантал, технеций, титан, хром, цирконий. Все эти элементы относятся к металлам переходных групп. Самостоятельное применение в прикладном материаловедении в качестве конструкционных материалов и материалов с особыми свойствами (исключая из рассмотрения титан, свойства и применение которого приведены ранее) находят V, W, Mo, Nb, Ta, Zr. Физические свойства этих металлов приведены в таблице 8.1. Таблица 8.1 — Физические свойства тугоплавких металлов

Рекомендуемые материалы

Маран Программная инженерия
Программная инженерия
Техническое задание
Инженерная графика
Любая задача по термеху
Теоретическая механика

Управление человеческими ресурсами
Управление персоналом
399 249 руб.

Металл	Плот-ность, r, г/см 3	Темпе-ратура плавле-ния,° С	Удельное электросо-противление,мкОм см	Тип кристалличе-ской решетки	НВ	Окисляется на воздухе при температуре, ° С
Золото Платина Серебро Рутений Родий Палладий Осмий Иридий	19,3 21,45 10,5 12,2 12,4 12,0 22,5 22,4	1063 1769 960,8 2310 1966 1552 3030 2454	2,20 10,58 1,63 7,7 4,7 10,8 8,8 5,1	ГЦК ГЦК ГЦК ГП ГЦК ГЦК ГП ГЦК	18 30 20 200 55 30 350 160	Не окисляется Не окисляется Не окисляется 100 600 600-800 18-20 В лекции «2.12 Основные понятия» также много полезной информации. 600-700

Серебро, реже — золото применяют в электротехнической промышленности для изготовления контактов приборов, работающих в агрессивных средах, поскольку они имеют высокую электропроводимость в сочетании с коррозионной стойкостью. Серебро используется также для изготовления твердых припоев.

Платина и сплавы на ее основе используются для изготовления химической посуды и приспособлений для проведения химических анализов. Сплав 90% Pt + 10% Rh в паре с чистой платиной применяют для изготовления термопар, которые могут работать при температурах до 1700 °С (платино-платинородиевые термопары типа ПП).

Для прецизионных измерительных и автоматических управляющих приборов применяют потенциометры с обмоткой из благородных сплавов, например, из проволоки из сплава Pt + 25% Ir , или сплава Pt + (30-40% Ag) и др. Для электрических контактов различных ответственных аппаратов применяют сплавы благородных металлов ( Pt+Ir, Pt+W, Pt+Ag и др.), имеющие большую стойкость против испарения и окисления. Высокой твердостью и износостойкостью в сочетании с очень высокой коррозионной стойкостью обладает сплав осмия с индием, из которого изготавливают опорные точки различных измерительных инструментов, иглы компасов, наконечники перьев авторучек. Палладий и его сплавы, а также некоторые другие металлы группы платины нашли применение в качестве фильтров для водорода и других газов, в ядерной энергетике.

Поделитесь ссылкой:

Рекомендуемые лекции

• Товар в маркетинге
• 2.12 Основные понятия
• 7. Мультистационарность
• 18 Проблемы исполнения обязательств
• 97 Элементы теории поля

Источник: studizba.com