Мутылина И.Н. - Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы (1093327), страница 29
Текст из файла (страница 29)
При нагревании на воздухе рутений начинает частично окисляться.Максимальная скорость окисления наблюдается при 800°C. До температуры 1000°C рутенийвсегда окисляется только в двуокись RuО2 черного цвета, но при нагревании его до 1200°C ивыше рутений начинает превращаться в летучую ядовитую четырехокись RuO4.У рутения немало ценных и интересных свойств. По механическим, электрическим и химическим характеристикам он может соперничать со многими металлами и даже с платинойи золотом.
Однако в отличие от этих металлов рутений очень хрупок, и поэтому изготовитьиз него какие-либо изделия пока не удается. В небольшом количестве рутений можно получить в виде листов, полос и проволоки.Хрупкость и неподатливость рутения механической обработке объясняются недостаточной чистотой образцов, подвергаемых испытаниям. Физические свойства этого металлаочень сильно зависят от способа получения, а выделить рутений высокой чистоты пока ещене удалось. Попытки получить чистый рутений спеканием в брикетах, зонной плавкой и другими методами не привели к положительным результатам. По этой причине до сих пор неустановлены такие технически важные характеристики, как предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Лишь недавно точно определена температураплавления рутения – 2250°C.Рутений – самый «неблагородный» из платиновых металлов, однако ему присущебольшинство их свойств.
Более того, он обладает и рядом специфических свойств.С каждым годом все более расширяются области применения рутения в химическойпромышленности и медицине. Имеется сообщение о том, что рутениевый катализатор былуспешно применен при синтезе алмазов.Небольшие добавки рутения увеличивают коррозионную стойкость, прочность итвердость сплавов. Чаще всего рутений используют как добавку в сплавы, из которых изготовляют контакты для электротехники и радиоаппаратуры. Сплав рутения с платиной нашелприменение в топливных элементах некоторых американских искусственных спутников Земли. Сплавы рутения с лантаном, церием, скандием, иттрием обладают сверхпроводимостью95(при температуре 0,47 К рутений становится сверхпроводником).
Термопары, изготовленныеиз сплава иридия с рутением, используют для измерения высоких температур.Рутений используется в качестве легирующего элемента к сплавам платины, палладия,молибдена, вольфрама, применяемым для производства перьев авторучек и осей компасов.Сплавы, используемые для опор компасных игл, должны быть твердыми, прочными и упругими. Из природных минералов такими свойствами обладает очень редкий осмистый иридий.В искусственные материалы для компасных игл вместе с осмием и иридием, а иногда и другими металлами входит рутений.В последнее время из рутения стали изготовлять и ювелирные украшения: запонки, зажимы, булавки.РодийВ 1804 г.
В. Волластон, занимаясь тщательным анализом платиновых руд, обнаружил вплатине два неизвестных металла, один из которых за розовый цвет растворов его солей былназван родием (по-гречески «родон» – розовый). В русской литературе начала XIX в. фигурируют названия родиа (Захаров, 1810), родь (Страхов, 1825) и родий (Двигубский, 1824).Родий чаще встречается в виде примесей самородной платины, изредка – в самородномсостоянии в золотоносных песках.Платина относится к числу малораспространенных элементов, а родия в природе в 2,5раза меньше платины.Получают родий попутно с извлечением платины. Отделение родия от платины и другихплатиновых металлов представляет значительные технологические трудности, что объясняетвысокую стоимость родия.Изготавливают из родия прутки, листы, полосы, проволоку и прочие полуобработанныепрофили путем ковки, прокатки и волочения.Родий – тугоплавкий голубовато-белый металл, по цвету и блеску напоминающий алюминий. Металл твердый и хрупкий, при нагревании пластичный.
Резанием обрабатывается струдом ввиду его твердости. Только при белом калении он приобретает некоторую ковкостьи поддается обработке давлением. При температуре красного каления хорошо поддается прокатке и ковке. Хорошо полируется и в таком состоянии напоминает сталь.Родий характеризуется высокой отражательной способностью и обладает высокой тепло- и электропроводностью. Плотность родия составляет 12,44 г/см3, температура плавления1966°С; твердость по Моосу 6,0.Родий является химически пассивным металлом, исключительно стойким к действиюмногих веществ.
В нормальных условиях на воздухе и в воде не окисляется. При нагреваниипокрывается черной окисной пленкой, которая исчезает при температуре свыше 1200°С.Родий обладает стойкостью к коррозии почти во всех водных растворах, включая минеральные кислоты, и даже при высоких температурах. Родий устойчив к действию кислот(кроме концентрированной серной) и царской водки. Устойчив к действию серы, фосфора,хлора, фтора.
Растворяется только в щелочных растворах цианидов KCN и NaCN.Используется родий главным образом как добавка в платиновых сплавах и в этом видеприменяется для разных целей в электротехнической и стекольной отраслях. Благодаря низкому электрическому сопротивлению и высокой стойкости к потускнению родий используется в виде электролитического покрытия электрических контактов и контактных поверхностей там, где особое значение имеет износостойкость (например, в контактных кольцах).Кроме того, он используется в качестве катализатора, а также при металлизации серебром(посеребрение) ножевых изделий и глубокой посуды, чтобы они приобрели стойкость к потускнению. Уступая серебру в отражательной способности, в отличие от него родий нетускнеет с течением времени.96В технике родий служит для производства термопар, химической аппаратуры и благодаря своей высокой отражательной способности (до 80 %) – для производства оптическихзеркал и рефлекторов.
Для изготовления термопар и электроконтактов применяются сплавыплатины с родием, сплавы иридий – родий – для термопар, работающих в области высокихтемператур, в ювелирной промышленности.Благодаря привлекательному внешнему виду и высокой коррозионной стойкости родийприменяется как декоративное и защитное покрытие серебряных и золотых (из белого золота) ювелирных изделий (родирование). Достаточным считают слой в 0,1 мм. Изделия из недрагоценных металлов и серебра, покрытые слоем родия, обладают высокой износостойкостью. Родиевые покрытия имеют достаточно высокую стойкость к потускнению, хорошуюотражательную способность, высокую твердость, химическую и термическую устойчивостьдо 430°С.В виде черни (мелкораспыленный родий) его используют для изготовления черных красок по фарфору, в качестве добавки в краски с золотом, т.к.
он способствует адгезии (сцеплению) краски с керамикой.Родий довольно широко применяется в ювелирном производстве как легирующий элемент платиновых и палладиевых сплавов (сплавы платина–родий, платина–палладий, платина–родий–рутений). В последние годы на рынке ювелирных изделий появились изделия изродия.ИридийИридий был открыт в 1804 г. английским химиком С. Теннантом и получил названиеблагодаря разнообразной окраске его солей (от греч. íris, родительный падеж íridos – радуга).В русской химической литературе начала XIX в. иридий фигурирует под названиями ирида(Захаров, 1810), иридь (Страхов, 1825) и иридий (Двигубский, 1823 и Гесс, 1831). Последнееназвание стало общепринятым.В земной коре иридий встречается редко (1.10-7 % по массе). В природе находится в видепримесей самородной платины, а также самостоятельного минерала осмистого иридия.
Получают иридий при аффинаже платины.Осмистый иридий представляет собой группу минералов, являющихся природнымитвердыми растворами осмия и иридия. Выделяются два иридиевых минерала – осмирид (6880 % Ir) и невьянскит (или осмистый иридий, 55-80 % Ir) и два осмиевых минерала – сысертскит (или иридистый осмий, 55-80 % Os) и самородный осмий (или осмит, более 80 %Os). Минералы осмистого иридия непрозрачные, с металлическим блеском, немагнитные.Цвет иридиевых минералов белый, осмиевых – темно-серый.Из минералов осмистого иридия наиболее распространен невьянскит, реже встречаетсясысертскит; осмирид и самородный осмий – очень редкие минералы.
Минералы, содержащиенаибольшие количества иридия, были открыты на Урале и по местам их первого местонахождения носят соответствующие названия: сысерскит – от Сысертского завода, невьянскит –от Невьянска.В незначительных количествах осмистый иридий присутствует во многих золотоносныхроссыпях Урала, Сибири, а также в россыпях шт. Калифорния, шт. Орегон (США), Канаде,Бразилии и в других местах. На о-ве Тасмания (Австралия) известны россыпи, в которых минералы группы осмистого иридия преобладают над платиновыми минералами.
Попутно с золотом они добываются в месторождении Витватерсранд (Южная Африка). От самороднойплатины осмистый иридий отличается более высокой твердостью, анизотропией и устойчивостью по отношению к царской водке, от самородного иридия – желтовато-белой окраскойи анизотропией.97Более крупные зерна осмистого иридия (размером не меньше 1 мм) употребляются приизготовлении приборов специального назначения.
Мелкие зерна находят применение для хирургических инструментов, для вечных перьев и т. п. Из иридия изготавливают тонкую полосу или проволоку путем прокатки или волочения.Иридий – металл серебристо-белого цвета, по внешнему виду и цвету напоминает олово,очень твердый и тугоплавкий. Плотность иридия составляет 22,42 г/см3, температура плавления 2447°С, твердость в отожженном состоянии 172 HB, по Моосу – 6,5.
Относительноеудлинение при растяжении составляет лишь 2 %. Металл можно резать и полировать, но обработке давлением он поддается только при высоких температурах.В химическом отношении иридий один из самых стойких металлов. Иридий не вступаетв реакцию со щелочами, кислотами и их смесями, даже царская водка на него не действует.Только при температуре свыше 800°С иридий поддается действию хлора, фтора и кислорода.Иридий входит в состав платиновых сплавов промышленного производства для повышения твердости сплава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
