Мутылина И.Н. - Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы (1093327), страница 20
Текст из файла (страница 20)
янтарь, по цвету), редко встречающийся природный сплав серебра с золотом (25-75 % Ag). Цвет сплава меняетсяот светло-желтого до белого, иногда зеленоватого. Твердость по минералогической шкалесоставляет 2-3.Аргентит – Ag2S. Химический состав Ag 87,1 %, S 12,9 %. Цвет аргентита свинцово-серый до железно-черного, твердость 2-2,5. Встречается в виде вкраплений, прожилок, примазок. Редко образует несовершенные кристаллы. Известна также низкотемпературная (устойчивая при температурах ниже 179°С) ромбическая модификация Ag2S – акантит, получившая название по форме кристаллов (от греч. – шип, игла).Прустит – Ag3AsS3 (химический состав 65,4% Ag, 15,2 % As, 19,4 % S) и пираргирит –Ag3SbS3 (59,8 % Ag) обладают во многом сходными физическими свойствами. Твердость 22,5.
Цвет прустита ярко-красный, пираргирита темно-красный до железно-черного. Нередковстречаются в виде прекрасно образованных кристаллов, украшающих многие музеи мира.Пирсеит – (Ag,Cu)16As2S11 (78,4 % Ag) и полибазит – (Ag,Cu)16Sb2S11 (75,5 % Ag) – мышьяк- и сурьмосодержащие сульфосоли серебра. Цвет железо-черный, твердость 2-3. В рудахобразуют небольшие неправильной формы выделения, иногда кристаллы.Гессит – Ag2Te (63,3 % Ag , 36,7 % Te).
Существует в двух полиморфных модификациях– кубической и моноклинной. Цвет свинцово-серый, твердость 2,5-3. Встречается в видеагрегатов небольших зерен в золотосеребряных жилах совместно с другими теллуридами золота и серебра, свинца, пиритом, галенитом, тетраэдритом и др.Кераргирит – AgCl (75,3 % Ag, 24,7 % Cl). Серый, бесцветный или с бурым (зеленоватым) оттенком. Твердость 1,5-2.
Встречается в зонах окисления месторождений серебряно63свинцовых руд в виде корочек, кристаллических налетов, натечных роговидных или восковидных масс.Большое число минералов серебра являются редкими. Они встречаются в рудах обычнов виде мельчайших выделений, обнаруживаемых лишь при наблюдении под микроскопом.Однако в отдельных месторождениях изредка встречаются более крупные скопления этихминералов.Нижний предел содержания Ag в промышленных рудах колеблется от 45-50 до 350 г/т.Ежегодное производство серебра в США, Мексике, Канаде и Перу составляет 7-8 тыс. т.Запасы серебра этих стран оцениваются в 110 тыс.
т (в США – 40, Мексике – 23, Канаде – 20,Перу – 16 тыс. т). Ведущее место в добыче и производстве серебра принадлежит Канаде,Перу, Мексике, США и Австралии. В РФ серебро извлекается в основном из комплексныхполиметаллических и золотосеребряных руд.Получение серебра и его аффинажПо мере увеличения количества добываемого серебра совершенствовалась технологияего добычи и очистки. Большой вклад в развитие металлургии серебра внесли русские ученые и мастера.
Ивану Мокееву, мастеру Московского монетного двора, впервые удалосьотделить золото от серебра. В 1752 г. академик У. Х. Сальхов предложил разделить золото исеребро азотной кислотой. Иван Шлаттер ввел пирометаллургический способ разделения серебра и золота, после чего следовала гидрометаллургическая обработка азотной кислотой полученного серебристого золота. Этот комбинированный способ аффинажа применяли на Петербургском монетном дворе до 1820 г.Теоретические основы процесса цианирования были заложены П. Р. Багратионом, показавшим, что золото и серебро хорошо растворяются в слабых водных растворах щелочныхцианидов.
Он также установил ускоряющее действие воздуха на растворение золота и серебра и доказал возможность осаждения золота и серебра из цианистых растворов неблагородными металлами. В 1802 г. француз д′Арсе изобрел аффинаж серебра серной кислотой. Вэтом процессе неочищенное серебро растворяют в кипящем медном купоросе, золото осаждается на дне, а серебро восстанавливается до металла медью или железом. Этот процессполучил широкое распространение в XIX в., но затем был вытеснен электролизом, при помощи которого из неочищенного серебряного анода получают кристаллическое серебро чистотой 99,9 %.При извлечении серебра из серебряных и золотых руд применяют метод цианирования –растворения серебра в щелочном растворе цианида натрия при доступе воздуха: 2Ag +4NaCN + 1/2О2 + H2O = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH.
Из полученных растворов комплексных цианидов серебро выделяют восстановлением цинком или алюминием: 2[Ag(CN)2]- + Zn = [Zn(CN)4]2- +2Ag.Из медных руд серебро выплавляют вместе с черновой медью и затем выделяют его изанодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди.
При переработкесвинцово-цинковых руд серебро концентрируется в сплавах свинца – черновом свинце, изкоторого его извлекают добавлением металлического цинка, образующего с серебром нерастворимое в свинце тугоплавкое соединение Ag2Zn3, всплывающее на поверхность свинцав виде легко снимающейся пены. Далее для отделения Ag от Zn последний отгоняют при1250°С. Извлеченное из медных или свинцово-цинковых руд серебро сплавляют (сплав Доре)и подвергают электролитической очистке.Основные свойства серебраХимические свойства серебра64Нормальный электродный потенциал серебра равен 0,798 В. Чистое полированное серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе.При обычной температуре Ag не взаимодействует с O2, N2 и H2.
При действии свободных галогенов и серы на поверхности серебра образуется защитная пленка малорастворимыхгалогенидов и сульфида Ag2S (кристаллы серо-черного цвета). Озон образует на поверхностиAg черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре.Из окислов серебра устойчивыми являются закись Ag2O и окись AgO. Закись образуетсяна поверхности серебра в виде тонкой пленки в результате адсорбции кислорода, котораяувеличивается с повышением температуры и давления.Расплавленное серебро может в очень больших количествах поглощать кислород, в процессе охлаждения растворимость кислорода уменьшается, при этом образуется пористость,ухудшающая качество поверхности.Серебро стойко к коррозии в большинстве минеральных и органических кислот, в водных растворах галогенов. Серебро также устойчиво в дистиллированной, природной и питьевой воде, в этиловом и метиловом спирте любой концентрации.По сравнению с золотом и платиной серебро менее устойчиво в кислотах и щелочах.При комнатной температуре серебро растворяется в азотной кислоте с образованием AgNO 3.Горячая концентрированная серная кислота растворяет серебро с образованием сульфатаAg2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79 % по массе при 20°С).
Серебро, легко соединяясь с ртутью, образует серебряную амальгаму.В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl. Вотсутствие окислителей при обычной температуре HCl, HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов. Кипящие едкие щелочи на серебро не действуют. Серебро также не поддаетсявоздействию холодной серной кислоты при ее концентрации не более 80 %.Коррозионная способность серебра определяется высокой термодинамической устойчивостью, формированием на поверхности защищенных пленок и способностью образовыватькомплексные соединения.
Для оценки коррозионной стойкости серебра применяют четырегруппы стойкости (табл. 24).Таблица 24Группы стойкости серебраСкорость коррозииГруппа стойкости серебрамм/годг/м2·чВысшая0,08(0,016)0,1 (0,02)Хорошая0,83 (0,016)0,1 (0,62)Номинальная< 2,5 (0,5)2,0 (0,6)Низшая> 2,5 (0,5)3,0 (0,6)В скобках даны значения для предварительной оценки практического применения серебра.Присутствующие в промышленной атмосфере пары серы вызывают потемнение серебра.Толщина слоя сульфида серебра Ag2S растет пропорционально времени. Пленка на поверхности серебра, образующаяся в результате атмосферной коррозии, плотная и вязкая, состоитв основном из сульфида серебра и на 20-25 % из сульфата серебра, хлорида серебра или ихсочетаний.Для повышения коррозионной стойкости серебра сплавы легируют алюминием, бериллием и кремнием.
Для очистки поверхности сплавов Ag–Cu от продуктов коррозии используют растворы цианидов [30 г/л KCN + 1 г/л Zn(CN)2] или разбавленные растворы щелочныхметаллов.Физико-механические свойства серебра65Серебро – металл белого блестящего цвета, мягкий и пластичный, хорошо поддается обработке давлением. Имеет гцк решетку, плотность при 20°С составляет 10,49 г/см3, температура плавления 961°С (960,8°С). Различия в температуре плавления объясняются высокойрастворимостью в серебре кислорода.Серебро очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражательную способность, оноотражает 94 % световых лучей, является самым электро- и теплопроводным металлом.Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Оно легко прокатывается в тончайшие листы до 0,00025 мм и вытягивается в очень тонкую проволоку. Из Ag можно изготовить фольгу толщиной 2,5 мкм.
Свет, проходящий через фольгу, приобретает голубовато-зеленый оттенок.При холодной деформации чистое серебро и его сплавы подвержены деформационномуупрочнению. Область наибольшей пластичности и наименьшей прочности литого и горячедеформированного серебра находится в интервале температур 680-800°С. Минимальное значение пластичности у литого серебра – в интервале 600-650°С, пластичность серебра послегорячего прессования значительно выше, чем литого.Особенность серебра заключается в том, что оно является единственным чистым металлом (исключая иттербий), в котором после прокатки при 20°С образуется текстура α-латуни.Механические свойства отожженного серебра при 20°С составляют: предел прочностипри растяжении σв=140-180 МПа, предел текучести σm=10,3-53,5 МПа, твердость по Бринеллю НВ=245-250 МПа. У литого серебра при температуре 20°С предел прочности при растяжении равняется 106 МПа. Серебро тверже золота, но мягче меди.
Вследствие мягкости чистое серебро (табл. 25) употребляется в виде сплава с медью, а в древности также и в видеприродного сплава с золотом – электрума.Таблица 25Химический состав серебра (ГОСТ 6836-2002)МаркаСр 99,99Ср 99,9Ag, не более99,9999,90Химический состав, % по массеПримеси, не болееPbFeSbBi0,0030,0040,0010,0020,0030,0350,0020,002Cu0,0080,015Всего0,010,10Благодаря своим уникальным свойствам – высокой электропроводности и теплопроводности, отражательной способности, светочувствительности – серебро имеет очень широкийдиапазон применения.
Растворяясь в золотом сплаве, серебро придает ему пластичность,блеск и облегчает пайку, однако изменяет цвет сплава и значительно повышает его цену.Легирующие элементы и примеси в серебряных сплавахСплавы серебра для ювелирных изделий содержат два компонента – серебро и медь.Медь. С повышением содержания меди до 28 % твердость и прочность сплавов Ag–Cuповышается, а пластичность падает.Цвет серебра с увеличением содержания меди становится все более желтоватым. Сплавсеребра с 50 % меди становится красноватым, а с 70 % меди имеет красный цвет.При добавке в сплав Ag–Cu других металлов он становится трех- или многокомпонентным, что может существенно изменить его свойства: сделать более разносторонним в применении или, наоборот, совершенно непригодным для использования.66Золото. Сплавы Ag–Au обладают высокими литейными свойствами и стойкостью кокислению.
Относительное удлинение сплавов Ag–Au составляет 40-45 %, что позволяетрасковывать или прокатывать сплавы в фольгу толщиной 1-1,25·10-4 мм.Никель. В сплавах серебра, применяемых в производстве ювелирных изделий, при содержании никеля до 1% замедляется рост зерна, и тем самым улучшаются их механическиесвойства. С увеличением содержание никеля до 2,5 % ухудшается обрабатываемость сплава.При еще большем содержании никеля он не растворяется в сплаве и становится вредной примесью.Железо всегда является нежелательной примесью в сплавах серебра. Железо присутствует в сплавах в виде чужеродных частиц, ухудшающих обрабатываемость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
