Сплавы золота

Драгоценные металлы

По украинскому законодательству, драгоценных металлов всего восемь:

золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий, осмий и иридий.

Таблица 1 Драгоценные металлы

Металл	Температура плавления, °С	Твердость, кгс/мм²	Температура начала окисления на воздухе, °С
Золото (Au)			Не окисляется
Серебро (Ag)	961.8		Не окисляется
Платина (Pt)	1768.3		Не окисляется
Палладий (Pd)	1554.9		600-800
Родий (Rh)
Иридий (Ir)			600-700
Рутений (Ru)
Осмий (Os)			Комнатная, медленно

Золото (Au) – мягкий металл жёлтого цвета. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19 621 кг/м³ (шар из чистого золота диаметром 46 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает шестое место: после осмия, иридия, рутения, платины и плутония. Высокая плотность золота облегчает его добычу. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2.5 (сравнима с твёрдостью ногтя), по Бринеллю 220—250 МПа.

Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 500 м/г.

Серебро (Ag) - довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов.

Платина (Pt) - серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения - 1769 °C и 3800 °C, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м. Платина - один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62×1022 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5×10−7% по массе. По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей «царской водкой».

Палла́дий (Pd) - пластичный переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы. Палладий пластичен, микродобавки никеля, кобальта, родия или рутения улучшают механические свойства Pd, повышают твёрдость. В воде не растворим; плотность — 12,02 (20 °C, г/см³); в особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь. Температура плавления — 1554 °C; температура кипения около 2940 °C. Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», галогенами, серой. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия.

Родий (Rh) - твёрдый металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал. Родий - благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. Металлический родий растворяется в «царской водке» при кипячении, а также электрохимически, анодно - в смеси перекиси водорода и серной кислоты.

Иридий (Ir) - тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке. Иридий устойчив на воздухе при обычной температуре и нагревании, при прокаливании порошка в токе кислорода при 600—1000 °C образует в незначительном количестве IrO2. Выше 1200 °C частично испаряется в виде IrO3. Компактный иридий при температурах до 100 °C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями.

Рутений (Ru) - по тугоплавкости (Тпл 2334 °C) рутений уступает лишь нескольким элементам - рению, осмию, вольфраму, танталу. Весьма инертный металл. Рутений не растворяется в кислотах и «царской водке» (смеси HCl и HNO3). Вместе с тем рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl3) и со смесью щелочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например Na2RuO4).

Осмий (Os) - серо-голубоватый, твёрдый, но хрупкий металл с очень высокой удельной массой, сохраняющий свой блеск даже при высоких температурах. В силу своей твёрдости, хрупкости, низкого давления паров (самого низкого среди всех платиновых металлов), а также очень высокой температуры плавления, металлический осмий с трудом поддаётся механической обработке. Осмий считается самым плотным из всех химических элементов, немного превосходя по этому параметру иридий.

Сплавы золота

Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами (лигатурой), значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия и т.д.

Медь (Cu) - повышает твердость золотого сплава, сохраняет ковкость, тягучесть. При содержании 20% меди сплав имеет красный цвет. Недостаток – малая устойчивость против коррозии на воздухе.

Никель (Ni) - сохраняет ковкость, придает твердость, повышает литейные свойства, меняет цвет сплава в белый цвет. Большое содержание никеля делает сплав магнитным.

Цинк (Zn) - понижает температуру плавления, делает сплав твердым, хрупким, повышает текучесть и изменяет цвет в сторону белого.

Кадмий (Cd) - понижает температуру плавления, сохраняет ковкость, пластичность, мягкость, меняет цвет сплава в зеленоватый цвет (Турецкое золото 585* импорт)

Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди см. таблицы.

Таблица 2 Золотые сплавы 500-й пробы

№	Компоненты %	Цвет
Au	Ag	Cu
	50,0	10,0	40,0	Красный
	50,0	16,7	33,3	Красный
	50,0	20,0	30,0	Красноватый
	50,0	28,0	22,0	Бледно-желтый
	50,0	37,5	12,5	Зеленоватый

Таблица 3 Золотые сплавы 583-й пробы

№	Компоненты	Цвет
	Au	Ag	Cu	Pt	Pd	Ni	Zn
	58,3	2,0	39,7	-	-	-	-	Ярко-красный
	58,3	4,2	37,5	-	-	-	-	Ярко-красный
	58,3	8,0	33,7	-	-	-	-	Красный
	58,3	12,5	29,2	-	-	-	-	-»»-
	58,3	14,6	27,1	-	-	-	-	-»»-
	58,3	20,0	21,7	-	-	-	-	Красноватый
	58,3	21,7		-	-	-	-	Бледно-красный
	58,3	25,0	16,7	-	-	-	-	Зеленоватый
	58,3	30,0	11,7	-	-	-	-	Зеленый
	58,3	33,7	8,0	-	-	-	-	-»»-
	58,3	3,25	35,7	-	-	2,75	-	Розовый
	58,3	-	35,45	-	-	6,25	-	-»»-
	58,3	-	24,67	-	-	17,03	-	Бледно-розовый
	58,3	23,7	-	-	18,0	-	-	Белый
	58,3	-	23,5	-	-	12,2	6,0	-»»-

Таблица 4 Сплавы золота 750-й пробы

№	Компоненты %	Цвет
	Au	Ag	Cu	Pt	Pd	Ni	Zn
	75,0	4,0	21,0	-	-	-	-	Красный
	75,0	4,2	20,8	-	-	-	-	-»»-
	75,0	4,8	20,2	-	-	-	-	-»»-
	75,0	8,3	16,7	-	-	-	-	Красноватый
	75,0	10,4	14,6	-	-	-	-	-»»-
	75,0	12,5	12,5	-	-	-	-	Ярко-желтый
	75,0	15,0	10,0	-	-	-	-	Желтый
	75,0	18,75	6,25	-	-	-	-	Зеленоватый
	75,0	25,0	-	-	-	-	-	Зеленый
	75,0	5,0	-	-	20,0	-	-	Белый
	75,0	7,0	-	-	14,0	4,0	-	-»»-
	75,0	8,0	8,0	9,0	-	-	-	-»»-
	75,0	9,0	-	-	14,0	2,0	-	-»»-
	75,0	-	3,5	-	-	16,5	5,0	-»»-
	75,0	-	-	-	-	15,0	10,0	-»»-
	75,0	-	15,0	-	-	7,5	2,5	-»»-

В золотой сплав 958-й пробы входит 95,8% золота, 2% серебра и 2,2% меди. Изделия этой пробы отличает ярко-желтый цвет.

Для получения «белых» сплавов золота, в состав сплава, в качестве лигатурных компонентов, вводят «белые» металлы: палладий, никель, цинк, платину. Сплав золота обесцвечивается, становится «белым» после наличия в его составе больше 10% «белых» металлов. «Красное» золото получают, увеличивая в сплаве содержания меди и одновременно уменьшая содержание серебра. «Зеленое» золото получают путем увеличения в сплаве содержания серебра или цинка и одновременно уменьшением в сплаве меди.