New Page 1

ЗОЛОТО

Золото (Au) – тяжелый металл желтого цвета, является химическим элементом I группы таблицы Менделеева, атомный номер 79. Золото имеет гранецентрированную кубическую решетку и не претерпевает аллотропических превращений. Постоянная решетки (а) составляет 4.07855 А при 25 С, что соответствует значению 4.0724 А при 20 С, атомный радиус 1,44 А. Плотность золота составляет 19,30гр/см3, а температура плавления - 1063 °С.

Золото было первым металлом, известным человеку. В древних государствах – Египте, Индии, Китае добыча золота, изготовление украшений и других предметов из него существовали за 2-3 тысячелетия до нашей эры. Алхимики называли золото “Царем металлов” и обозначали его символом Солнца. Открытие способов превращения неблагородных металлов в золото было основной целью алхимии.

Содержание золота в литосфере составляет приблизительно 0,00000043% по массе. Неравномерное распределение золота в различных частях земной коры затрудняет изучение его геохимических особенностей. В морях и океанах содержится около 10 млрд. т золота. Примерно столько же содержится золота в речных и подземных водах. Повышенное содержание золота обнаруживают в водах источников и рек, протекающих в золотоносных районах. В природе золото находится главным образом в самородном виде и представляет собой минерал, являющийся твердым раствором серебра в золоте, содержащим до 43% Ag, с примесями меди, железа, свинца, реже висмута, ртути, платины, марганца и других элементов. Кроме того золото встречается в виде природных амальгам, а также химических соединений – соленидов и теллуридов.

Частицы массой более 5 г относятся к самородкам. Крупнейшие самородки – ''Плита Холтермана'' (285 кг) и ''Желанный Незнакомец'' (71 кг) найдены в Австралии. Находки самородков известны во многих районах Урала, Сибири, Якутии и Колымы. Самородное золото концентрируется в гидротермальных месторождениях. Основные запасы золота сосредоточены в России, ЮАР и Канаде.

Золото растворяется в серной кислоте (HCl) в присутствии таких окислителей, как двуокись магния, хлористое железо и медь, а также под большим давлением и при высокой температуре в присутствии кислорода. Золото легко растворяется также в смеси HCI и HNO₃ (царская водка). В химическом отношении золото - малоактивный металл. На воздухе оно не изменяется, даже при сильном нагревании. Золото легко растворяется в хлорной воде и в аэрируемых растворах цианидов щелочных металлов. Ртуть также растворяет золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15% золота становится твердой.

Для чистого золота характерны низкое значение предела прочности s - порядка 13 – 13.3 кгс/мм – и высокое значение относительного удлинения – порядка 50% - в отожженном состоянии. Предел текучести s также очень низок, он равен 0.35 кгс/мм. Упрочение в процессе пластической деформации весьма не значительно вследствие склонности золота к рекристаллизации в процессе деформирования. Таким образом золото очень мягкий и пластичный металл. Из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км. Золото можно выковать так, что оно будет пропускать свет. Листы золота толщиной около 0,0001 мм называются сусальным золотом.

Тысячелетиями золото использовалось для производства ювелирных украшений и монет, а применение золота для зубопротезирования известно еще древним египтянам. Применение золота в стекольной промышленности известно с конца XVII в. Золотую фольгу, а позднее гальванопокрытия золотом широко применяли для золочения куполов церковных храмов. Лишь последние 40 – 45 лет можно отнести к периоду чисто технического применения золота. Золото обладает уникальным комплексом свойств, которого не имеет ни какой другой металл. Оно обладает самой высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, по электро – и теплопроводности уступает лишь серебру и меди, ядро золота имеет большое сечение захвата нейтронов, способность золота к отражению инфракрасных лучей близка к 100%, в сплавах оно обладает каталитическими свойствами. Золото очень технологично, из него легко изготавливают сверхтонкую фольгу и микронную проволоку. Покрытия золотом легко наносят на металлы и керамику. Золото хорошо паяется и сваривается под давлением. Такая совокупность полезных свойств послужила причиной широкого использования золота в важнейших современных отраслях техники: электронике, технике связи, космической и авиационной технике, химии.

Следует отметить, что в электронике на 90% золото используют в виде покрытий. Электроника и связанные с ней отрасли машиностроения являются основными потребителями золота в технике.

Золотые сплавы применяют в производстве часовых корпусов и перьев для авторучек. В медицине используют не только зубопротезные золотые сплавы, но и медицинские препараты, содержащие соли золота, для различных целей, например при лечении туберкулеза. Радиоактивное золото используют при лечении злокачественных опухолей. В научных исследованиях золото используют для захвата медленных нейтронов. С помощью радиоактивных изотопов золота изучают диффузионные процессы в металлах и сплавах.

Золото применяют для металлизации оконных стекол зданий. В жаркие летние месяцы через оконные стекла зданий проходит значительное количество инфракрасного излучения. В этих обстоятельствах тонкая пленка (0.13 мкм) отражает инфракрасное излучение и в помещении становится значительно прохладнее. Если через такое стекло пропустить ток, то оно обретет противотуманные свойства. Покрытые золотом смотровые стекла судов, электровозов и т.д. эффективны в любое время года.

До появления монет средствами платежа служили слитки или кольца из золота, серебра или меди, что вило к большим неудобствам в торговых расчетах. Слитки приходилось взвешивать, делить на более мелкие. Это послужило решающей предпосылкой для перехода к чеканке монет.

Высокие цены на золото стимулируют разработку его заменителей, но совершенно очевидно, что универсального заменителя золоту найти не удается. Можно только говорить о замене золота более дешевым материалом в отдельных устройствах, где условия работы позволяют это сделать. Если принять во внимание рост космических программ, то можно ожидать значительного роста технического применения золота.

Состав и физические свойства ювелирных сплавов золота ( ГОСТ Р 51152-98)

Марка

Проба

Цвет
сплава

Состав, доля %*

Плотность
г/(см^3)

Интервал
Тплав. °С

Свойства

ЗлСрМ 375-20

375

ярко-желтый

37,5-38,0

1,7-2,3

нет

ост.

нет

11,24

965-985

Все виды холодной обработки и литья. ЗлСрПдМ 375-100-38 имеет большой интервал кристализации.

ЗлСрМ 375-100

красный

9,5-10,5

11,41

925-940

ЗлСрМ 375-160

красный

15,5-16,5

11,54

880-900

ЗлСрМ 375-250

розово-желтый

24,5-25,5

11,74

770-850

ЗлСрПдМ 375-100-38

кремовый

9,5-10,5

3,5-4,1

11,56

850-975

ЗлСрМ 500-100

500

красный

50,0-50,5

9,5-10,5

нет

ост.

нет

15,47

835-925

Большой интервал кристализации.

ЗлСр 585-415

585

зеленый

58,5-59,0

ост.

нет

14,30

1025-1030

Все виды холодной обработки и литья.
Наилучшие литейные свойства
у сплавов с соотношением Ag:Cu=1:1

ЗлСрМ 585-80

красный

7,5-8,5

ост.

13,24

880-905

ЗлСрМ 585-200

красно-желтый

19,5-20,5

13,60

830-845

ЗлСрМ 585-300

желто-зеленый

29,5-30,5

13,92

835-880

ЗлСрПд 585-255-160

белый

25,0-26,0

ост.

нет

14,76

1175-1220

Все виды холодной обработки и литья. Кадмий понижает температуру плавления, сохраняет пластичность. Цинк - осветляет сплав, повышает текучесть, понижает температуру сплава.

ЗлСрПдЦ 585-287-100

белый

28,2-29,2

9,5-10,5

ост.

14,31

1150-1180

ЗлСрПдКд 585-280-100

белый

27,5-28,5

9,5-10,5

нет

ост.

14,60

1160-1190

ЗлСрНЦМ 585-80-8,2-2,5

светло-желтый

7,5-8,5

нет

7,7-8,7

ост.

2,2-2,8

нет

13,11

825-1015

ЗлНЦМ 585-12,5-4

белый

нет

12,0-13,0

3,6-4,4

12,85

870-950

ЗлСр 750-250

750

зеленый

75,0-75,5

24,5-25,5

нет

15,96

1040-1045

Все виды холодной обработки.Литье рекомендуется в вакууме или под защитной атмосферой.

ЗлСрМ 750-125

ярко-желтый

12,0-13,0

ост.

15,45

885-900

ЗлСрМ 750-150

желтый

14,5-15,5

15,53

890-920

ЗлСрНЦ 750-150-7,5

белый

14,5-15,5

7,0-8,0

нет

ост.

15,38

900-950

Пригодны для прокатки, волочения,
листовой штамповки и литья. Сплавы относятся к группе "белого золота". Палладий и платина повышает температуру плавления, резко меняя его цвет.Никель повышает литейные свойства.

ЗлСрПд 750-100-150

белый

14,5-15,5

ост.

нет

16,44

1250-1300

ЗлСрПлМ 750-80-90

бледно- желтый

7,5-8,5

8,5-9,5

нет

ост.

16,78

955-1055

ЗлСрПдН 750-90-140

белый

8,5-9,5

нет

13,5-14,5

ост.

нет

16,32

1155-1247

ЗлСрПдН 750-70-140

белый

6,5-7,5

13,5-14,5

16,25

1115-1215

ЗлСрПдНКд 750-90-85-4**

белый

8,5-9,5

8,0-9,0

3,5-4,5

15,80

1140-1170

ЗлНЦМ 750-7,5-2,5

белый

нет

7,0-8,0

ост.

нет

ост

14,61

910-950

ЗлСрМ 958-20***

958

ярко-желтый

95,8-96,3

1,7-2,3

нет

ост.

нет

18,52

1005-1030

Все виды холодной обработки и литья.

Зл 999,9****

999,9

ярко-желтый

>99,99

нет

19,30

1063

* Примеси в сплавах не должны превышать,%:Pb - 0,005; Fe - 0,15; Sb - 0,005; Bi - 0,005; O - 0,007; всего - 0,17.
** Сплав содержит 0,008-0,040% бора.
*** Примеси в сплаве не должны превышать,%:Pb - 0,003; Fe - 0,08; Sb - 0,003; Bi - 0,003; O - 0,007; всего - 0,10.
**** Примеси не должны превышать,%: Pb - 0,003; Fe - 0,004; Sb - 0,001; Bi - 0,002; Cu - 0,007; Ag - 0,008; всего - 0,01.
Нормативные ссылки:
ГОСТ 17234-71 Золотые сплавы. Метод определения содержания золота и серебра.
ГОСТ 17235-71 Золотые сплавы. Спектральный метод определения содержания висьмута, сурьмы, свинца и железа.
ГОСТ 22864-83 Благородные металлы и сплавы. Общие требования к методам анализа.
ГОСТ 27973.0-88 Золото. Общие требования к методам анализа.

http://artmetals.narod.ru

Artyomal@rambler.ru