Какое свойство присуще серебру тугоплавкость

Серебро, как и золото, встречается в природе в виде самородков и обладает хорошей ковкостью. Благодаря этим свойствам, оно с древних времен играет важнейшую роль в культурной, экономической и даже религиозной жизни общества.

Возраст первых изделий из серебра, найденных на территории Ближнего Востока — более 6 тысяч лет. Символом луны этот металл был для жителей Вавилона и Ассирии. Материалом для первых в мире монет послужил сплав двух самых популярных сегодня драгоценных металлов — серебра и золота. А в Средние века «argentum» (лат.) и его соединения будоражили умы алхимиков.

Сегодня этот металл открывает безграничные возможности для фантазии ювелиров, создающих неповторимые украшения.

Серебро в природе

Являясь перед восхищенным взором человека в самородном виде, серебро достигало поистине огромных размеров. Так, германское месторождение Шнеберг (Рудные горы) еще в 1477 году подарило миру серебряный самородок весом в 20 тонн. Пожалуй, за всю историю разработки этого благородного металла перекрыть рекорд удалось лишь канадцам, которые уже в ХХ веке нашли в провинции Онтарио самородок, получивший название «серебряный тротуар». Гигант, имевший 30 м длины и погруженный в землю на 18 м, при переплавке также дал 20 т — но уже чистого серебра.

К сожалению, большая, чем у золота, химическая активность, позволяет человеку сталкиваться с серебром чаще в виде разнообразных соединений. Оно сосредоточено в составе более 50 известных минералов, содержащих селен, серу, теллур или галогены. А 75% известных на сегодняшний день запасов серебра приходятся на долю комплексных серебросодержащих месторождений, где серебро — лишь попутный компонент в составе иных руд.

На сегодняшний день запасы серебра в мире оцениваются в 570 000 тонн. Безусловными лидерами по добыче этого металла является Перу, за которым с небольшим отрывом следуют Мексика, Китай, Чили и Австралия.

Свойства «лунного металла»

Серебро в чистом виде — металл серебристо-белой окраски, обладающий среди всех известных металлов самой высокой тепло- и (при комнатной температуре) электропроводностью. Этот металл относительно тугоплавок (плавится при 962 °C), но невероятно пластичен. Тончайшую проволоку в 2 км длиной можно получить всего из 1 г серебра. Важным критерием серебра является его свойство не окисляться под воздействием кислорода, что и позволяет отнести его к разряду благородных металлов. Однако воздействие йода и сероводорода во влажной среде приводят к потемнению серебряных изделий или образованию на их поверхности «радужной» пленки сульфида.

Серебро великолепно поддается обработке: полировке, резке, скручиванию, вытягиванию и раскатке в тончайшие пластинки. Эти свойства делают его незаменимым для изготовления ювелирных шедевров, но при этом и ограничивают срок годности мягких и нежных изделий из чистого металла. Поэтому в ювелирном деле для достижения прочности серебро используется в виде сплава с добавлением меди.

Стерлинговое серебро

Наиболее надежным, безукоризненно-белым и прочным материалом для изготовления ювелирных изделий является серебро 925 пробы, называемое также стерлинговым. Это чистое серебро с небольшим количеством меди издавна считается идеальным для изготовления посуды и большей части ювелирной продукции. Несмотря на все попытки улучшить характеристики этого сплава при помощи цинка, кремния, германия и даже платины, серебро 925 пробы не сдает лидерских позиций.

Новый век — новый стиль

Неповторимую стильность серебру 925 пробы придают особые методы обработки изделий. Например, блистательную яркость, несвойственную чистому серебру, создает тонкое покрытие из драгоценного белого родия. Родированное серебро не только привлекательно выглядит, но и обладает особой устойчивостью к коррозии и механическим повреждениям. Платиновое сияние родия и его прочность оценили такие законодатели моды, как Gucci, Tiffany и Christian Dior, избрав его для покрытия своих изделий из серебра.

Также особые декоративные и защитные свойства серебряным украшениям 925 пробы придает тонкий слой оксидированного серебра. Пройдя специальную обработку серой, серебро приобретает особое очарование и «состаренный», винтажный шарм. Благодаря специальной полировке, выпуклые части изделия сохраняют естественный серебристый цвет, рельефно выделяясь на фоне более темных вогнутых элементов.

Еще один способ придания серебру оригинальной расцветки — не выходящий из моды старинный секрет чернения серебра. Имея определенное внешнее сходство с оксидированным металлом, черненое серебро представляет собой результат совершенно особого искусства. В процессе обработки изделия покрытие из сернистого окисла серебра, свинца и меди (чернь) сплавляется при высокой температуре с гравированной поверхностью серебра, создавая изысканные узоры.

И особым благородством и изысканностью обладают изделия из так называемого матового серебра, на поверхности которого появляются микрошероховатости благодаря применению особой эмульсии.

Говоря об обработке серебра нельзя не упомянуть о золочении. Золочение (позолота) — гальваническое покрытие серебра слоем золота толщиной от долей до десятков микрон. Такое покрытие обладает большой химической стойкостью, то есть это хорошее средство защиты металла от коррозии. Гальваническое покрытие повышает твёрдость поверхности и улучшает эстетический вид, придавая украшениям благородный и дорогой вид. Также золочение придаёт большую тепло- и электропроводность, что используется в часовом производстве и в тонкой электронике.

Серебро в ювелирной моде

Благодаря своей доступности, серебро сегодня является одним из самых популярных материалов для изготовления украшений. Оно же ценится ювелирами как и металл для изготовления предметов декора, которые создают в доме утонченную аристократическую атмосферу.

Серебряные украшения удивляют своих любителей многообразием декоративных решений и дизайнерских находок. Элегантные и лаконичные классические модели на витринах ювелирных магазинов соседствуют с яркими, объемными украшениями, вдохновленными ведущими модными трендами. Универсальность серебра проявляется и в его «дружбе» с самыми разными вставками. В его обрамлении одинаково хорошо смотрятся как бесцветные фианиты, так и цветные полудрагоценные камни. Серебро раскрывает всю полноту игры света на гранях вставок.

Одна из популярных техник декорирования украшений из этого драгоценного металла — ювелирная эмаль. С ее помощью создаются разнообразные украшения, которые имеют свою индивидуальность — ведь каждое изделие расписывается исключительно вручную опытным мастером. Они несут на себе отпечаток души эмальеров, которые вкладывают в украшения все свое творчество.

Будучи универсальным материалом, серебро подходит мужчинам и женщинам любого возраста и социального статуса. Оно сочетается с золотом, эмалью, любыми полудрагоценными и драгоценными камнями, жемчугом и эмалью, кораллами и слоновой костью. Серебряные украшения подходят к любому случаю и среди многообразия серебряных ювелирных изделий можно подобрать подходящее для самых разных поводов. Кроме того, согласно древним верованиям, серебро успокаивает и исцеляет, поэтому в безумный век скоростей не стоит отказывать себе в небольшой серебряной радости.

Источник

Мое почтение постоянным читателям и гостям нашего сайта. Сегодняшний материал относится к циклу статей о серебре: его физические и химические свойства, температура плавления серебра, а также пара любопытных советов о том, какие манипуляции можно произвести с ним дома.

Характеристики и свойства металла

Серебро – инертный металл и в чистом виде не окисляется на воздухе. Достаточно тугоплавкий – чтобы перевести его в жидкое состояние, потребуется нагреть вещество до температуры 962 градуса Цельсия, а довести до кипения удастся при 2210 °C. Это тяжелое вещество – кубик с сантиметровыми гранями будет весить 10,5 грамм.

Элемент обладает высокой пластичностью, а также наибольшим коэффициентом теплопроводности и электропроводности среди металлов, благодаря чему нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Например, при изготовлении аккумуляторов с увеличенным сроком службы и всевозможных электронных приборов.

Серебро прекрасно поддается ковке, что позволяет производить из него изысканные ювелирные украшения. Широко используется в медицине как сырье для производства инструментов и лекарственных препаратов.

Как происходит переработка сырья

Сырьем для получения вещества может служить лом драгоценных металлов, отходы промышленного производства, добытая руда. Для извлечения благородного металла пошагово применяются следующие этапы обработки:

Измельчение. Вторичное сырье дробят до получения мелкодисперсной массы.
Обжиг позволяет удалить из состава горючий мусор.
Центрифугирование – отделение расплавленного серебра от других металлов за исключением свинца.
Переплавка. В процессе остывания в тигле жидкий свинец отделяется от благородного металла, застывающего быстрее.
Электролитическая обработка. Драгметалл, растворенный в азотной кислоте, подвергают воздействию электричества, в результате чего анод притягивает примеси, а вокруг катода кристаллизуется серебро.
Химическая обработка позволяет получить вещество 1000 пробы. Благородный металл растворяют при помощи серной и соляной кислот и хлористого железа, осаждая его цинком. Серебро выделяется из раствора в виде песка, который подвергают промывке и переплавке.

При какой температуре плавится

В зависимости от пробы и лигатурного состава драгоценный металл меняет температуру плавления, которая снижается пропорционально массовой доле драгоценного элемента в сплаве.

800 проба	780–820 °С
875 проба	780–870 °С
900 проба	780–890 °С
925 проба	810–910 °С
960 проба	900–940 °С
999 проба	960 °С

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

В ювелирной промышленности в качестве лигатурного компонента используют медь. Температура сплава снижается пропорционально пробе.

Платина в качестве лигатуры применяется при создании высокоточных приборов. Температура плавления такого металла колеблется в пределах 1000 °C.

В стоматологии широко используется сплав серебра с палладием. При пробе 820 и выше температура плавления такого сплава составляет 1100 °C, однако дальнейшее снижение пробы понижает и температуру плавления.

В электронике в качестве припоев используются сплавы технического серебра с кадмием и оловом. Их температура плавления может колебаться от 400 до 850 °C.

Можно ли расплавить серебро в домашних условиях

Нагреть серебро до жидкого состояния и сплавить его в один слиток в домашних условиях, используя подручные средства, вовсе не сложно. Сама процедура может занять не более 10 минут.

Необходимое оборудование и материалы

Для проведения такого эксперимента вам понадобится:

драгоценный лом;
горелка;
тигель (огнеупорная емкость);
изложница (форма);
аптечная бура;
щипцы;
металлическая емкость с водой.

Подготовка шихты

Чтобы сократить время переплавки нашего металла, его необходимо измельчить. В тигель помещается бура из расчета 1/10 от веса металла и прогревается при помощи бензиновой или газовой горелки.

Процесс плавки

Когда бура позеленеет, можно высыпать металлическую стружку. Чтобы процесс продвигался быстрее, лучше обзавестись мощным приспособлением для плавки.

Перед тем как выливать жидкое серебро в изложницу, ее нужно хорошо прогреть, иначе все усилия могут пойти насмарку. За неимением второй горелки можно сделать это на газовой плите. В форму также необходимо добавить буру.

Получение отливок

Осторожно выливаем металл в форму, ждем несколько минут, после чего при помощи щипцов извлекаем полученный слиток и помещаем в емкость с водой, чтобы остудить.

Как плавить серебро в микроволновой печи

Процесс плавления серебра в микроволновке еще более прост. Но нам следует изготовить термоизоляционное приспособление, в котором будет располагаться тигель в процессе плавки металла.

В тигель засыпается бура и шлихт, помещается в тугоплавкий бокс и ставится в микроволновую печь на максимальный режим примерно на 30 минут. После чего металл можно извлечь и вылить в подготовленную форму.

Я приготовила короткое видео для наглядного примера:

Как удалить примеси в домашних условиях

Такая процедура также осуществима, но хочу обратить внимание на то, что работа с концентрированными кислотами требует предельной осторожности и должна проводиться в помещении с вентиляцией.

Шлихт, предназначенный для очистки, помещается в стеклянную емкость, заливается концентрированной азотной кислотой и нагревается до полного растворения серебра. После этого в раствор добавляется обычная поваренная соль. Образовавшийся хлорид серебра выпадает в осадок. Полученное вещество промывается водой и фильтруется.

Следующий этап – металлизация вещества. Хлорид серебра заливается соляной кислотой и осаждается при помощи мелкой цинковой стружки и нагревания. Полученный песок темно-серого цвета готов к переплавке.

Заключение

Как вы убедились, серебро вполне можно очистить и переплавить без особого труда и лишних затрат даже в домашних условиях. Оформляйте подписку, ждите новых увлекательных статей с экспериментами, а я благодарю за внимание и прощаюсь.

Источник

Тугоплавкие металлы были выделены в отдельный класс благодаря объединяющему их свойству — высокой температуре плавления. Она выше, чем у железа, которая равна 1539 °C. Поэтому металлы данной группы и получили такое название. Они принадлежат к числу так называемых редкоземельных элементов. Так, например, по распространённости в земной коре ниобий и тантал составляют 3%, а цирконий только 2%.

Тугоплавкие металлы

По температурному показателю плавления кроме перечисленных, к ним относятся металлы, так называемой платиновой группы. Ещё их называют благородными или драгоценными.

Определённая схожесть строения атома обусловила схожесть их свойств. На основании этого можно обобщить некоторые черты проявления таких металлов в земной коре и определиться с технологией их добычи, производства и переработки.

Свойства тугоплавких металлов

За счёт того, что они расположены в соседних группах периодической таблицы, физические свойства у тугоплавких металлов достаточно близкие:

Плотность металла колеблется в интервале от 6100 до 10000 кг/м3. По этому показателю выделяется только вольфрам. У него он равен 19000 кг/м3.
Температура плавления. Она превышает температуру плавления железа и колеблется от 1950 °С у ванадия до 3395 °С у вольфрама.
Удельная теплоёмкость у них незначительно отличается друг от друга и находится в пределах от 200 до 400 Дж/(кг-град).
Коэффициент теплопроводности сильно меняется от элемента к элементу. Если у ванадия он равен 31 Вт/(м-град), то у вольфрама он достигает величины в 188 Вт/(м-град).

Физические свойства тугоплавких металлов

Химические свойства также достаточно схожие:

Очень похожее строение атома.
Обладают высокой химической активностью. Это свойство определяет основные трудности при сохранении стабильности их соединений.
Прочность межатомных связей определяет высокую температуру плавления. Это обстоятельство объясняет высокую механическую прочность, твёрдость и электрические характеристики (в частности сопротивление).
Проявляют хорошую устойчивость при воздействии различных кислот.

К основным недостаткам тугоплавких металлов относятся:

Низкая коррозийная стойкость. Процесс окисления происходит достаточно быстро. Его разделяют на две последовательные стадии. Непосредственное взаимодействие металла с кислородом окружающего воздуха, что приводит к образованию оксидной плёнки. На второй стадии происходит процесс диффузии (проникновения) атомов кислорода через образовавшуюся оксидную плёнку.
Трудности со свариваемостью тугоплавких металлов. Это вызвано высокой химической активностью к окружающему воздуху при высоких температурах, хрупкостью при насыщении различными примесями. Кроме того, трудно определить точку перегрева и практически невозможно контролировать повышение предела текучести.
Трудности их получения использования в чистом виде без примесей.
Необходимость применения специальных покрытий от быстрого окисления. Для сплавов, основу которых составляет вольфрам и молибден, разработаны силицидные покрытия.
Трудности, связанные с механической обработкой. Для качественной обработки их сначала необходимо нагреть.

Производство тугоплавких металлов

Все способы производства тугоплавких металлов основаны на методиках так называемой порошковой металлургии. Сам процесс происходит в несколько этапов:

На начальном этапе получают порошок металла.
Затем методами химического восстановления (обычно аммонийных солей или оксидов) выделяют требуемый металл. Такое выделение получается в результате воздействия на порошок водорода.
На завершающем этапе получают химическое соединение, называемое гексафторидом соответствующего металла, и уже из него сам металл.

Применение тугоплавких металлов

Начиная со второй половины двадцатого века тугоплавкие металлы стали применяться во многих отраслях промышленного производства. Порошки тугоплавких металлов используются для производства первичной продукции. Тугоплавкие металлы вырабатывают в виде проволоки, слитков, арматуры, прокатного металла и фольги.

Отдельное место такие металлы занимают в технологии выращивания лейкосапфиров. Они относятся к классу монокристаллов и называются искусственными рубинами.

Изделия из тугоплавких металлов входят в состав бытовых и промышленных электрических приборов, огнеупорных конструкций, деталей для двигателей авиационной и космической техники. Особое место занимают тугоплавкие металлы при производстве деталей сложной конфигурации.

Вольфрам

Этот металл открыли в далёком 1781 г. Его температура плавления равна 3380 °С. Поэтому он на сегодняшний день является самым тугоплавким металлом. Получают вольфрам из специального порошка, подвергая его химической обработке. Этот процесс основан на прессовании с последующим спеканием при высоких температурах. Далее его подвергают ковке и волочению на станках. Это связано с его наибольшей тугоплавкостью. Так получают волокнистую структуру (проволоку). Она достаточно прочная и практически не ломается. На конечном этапе его раскатывают в виде тонких нитей или гибкой ленты. Для проведения механической обработки необходимо создать защитную среду из инертного газа. В этой среде температура должна превышать 400 °С. При температуре окружающей среды он приобретает свойства парамагнетика. Ему присущи следующие недостатки:

сложность в создании условий для механической обработки;
быстрое образование на поверхности оксидных плёнок. Если в контакте имеются серосодержащие вещества, образуются сульфидные плёнки;
создание хорошего электрического контакта между несколькими деталями возможно только при создании большого давление.

Вольфрам

Для улучшения свойств вольфрама (тугоплавкости, устойчивости к коррозии, износостойкости) в него добавляют легирующие металлы. Например, рений и торий.

Металл используется для производства нитей накаливания для осветительных и сушильных ламп. Его добавляют в сварочные электроды, элементы электронных ламп и рентгеновских трубок. Также применяется при производстве элементов ракет, в реактивных двигателях, артиллерийских снарядах.

Молибден

По внешнему виду и характеристикам очень похож на вольфрам. Главным отличием является то, что его удельный вес почти в два раза меньше. Его получают аналогичным образом. Он широко применяется в радиоэлектронной промышленности, для изготовления различных испарителей в вакуумной технике, разрывных электрических контактов. Как и вольфрам, он является парамагнетиком. Для изготовления электродов стекловаренных (стеклоплавильных) печей он просто незаменим.

Ниобий

Температура плавления ниобия составляет 2741 °С. По своим химическим, физическим и механическим свойствам очень напоминает тантал. Он достаточно пластичен. Обладает хорошей свариваемостью и высокой теплопроводностью даже без дополнительного нагрева. Как и все остальные металлы его получают из порошка. Конечные заготовки из ниобия – проволока, лента, труба.

Ниобий

Сам металл и его сплавы демонстрируют эффект сверхпроводимости. Его широко применяют для изготовления анодов, экранных и антидинатронных сеток в электровакуумных приборах. Благодаря хорошей пористости, его успешно применяют в качестве газопоглотителей. В микроэлектронике он идёт на изготовление резисторов в микросхемах.

Ниобий хорошо себя проявил в качестве легирующей добавки. Используется при создании различных жаростойких конструкций, агрегатов работающих в агрессивных и радиоактивных средах. Из сплава стали и ниобия изготавливают некоторые элементы реактивных двигателей. Благодаря его свойству не взаимодействовать с радиоактивными веществами при высоких температурах, например, с ураном, применяется при изготовлении оболочек для урановых элементов, отводящих тепло в реакторах.

Тантал

Внешне имеет светло-серый цвет с небольшим голубоватым оттенком. Температура плавления близка к 3000 °С. Хорошо поддается основным видам обработки. Его можно ковать, прокатывать, производить волочение для изготовления проволоки. Эти операции не требуют значительного нагрева. Для удобства дальнейшего использования тантал изготавливают в форме фольги и тонких листов. Повышение температуры вызывает активное взаимодействие со всеми газами, кроме инертных – с ними никаких реакций не наблюдается.

Тантал

Из тантала производят внутренние элементы генераторных ламп (магнетронов и клистронов). Он активно используется при производстве пластин в электролитических конденсаторах. Очень удобен для изготовления пленочных резисторов. Активно применяется для изготовления так называемых лодочек в испарителях, в которых осуществляется термическое напыление различных материалов на тонкие пленки.

Ввиду ряда своих уникальных качеств, считается незаменимым в ядерной, аэрокосмической и радиоэлектронной промышленности.

Рений

Был открыт позже всех из перечисленных ранее металлов. Он полностью оправдывает свое название «редкоземельный металл», потому что находится в небольших количествах в составе руды других металлов, таких как платина или медь. В основном его используют как легирующую добавку. Полученные сплавы приобретают хорошие характеристики прочности и ковкости. Это один из самых дорогих металлов, поэтому его применение приводит к резкому увеличению цены всего оборудования. Те не менее, его применяют в качестве катализатора.

Хром

Хром — уникальный металл. Широко применяется в промышленности благодаря своим замечательным свойствам: прочности, устойчивости к внешним воздействиям (нагреву и коррозии), пластичности. Достаточно твердый, но хрупкий металл. Имеет серо-стальной цвет. Весь необходимый хром извлекают из руды двух видов хромита железа или окиси хрома.

Основными его свойствами являются:

Даже при нормальной температуре обладает почти идеальным антиферромагнитным упорядочением. Это придаёт ему отличные магнитные свойства.
По-разному реагирует на воздействие водорода и азота. В первом случае сохраняет свою прочность. Во втором, становится хрупким и полностью теряет все свои пластические свойства.
Обладает высокой устойчивостью против коррозии. Это происходит благодаря тому, что при взаимодействии с кислородом на поверхности образуется тонкая защитная плёнка. Она служит для защиты от дальнейшей коррозии.

Кристаллы хрома

Он используется в металлургической, химической, строительной индустриях. Хром, как легирующая добавка, обязательно используется для производства различных марок нержавеющей стали. Особое место занимает при изготовлении такого материала как нихром. Этот материал способен выдерживать очень высокие температуры. Поэтому его используют в различных нагревательных элементах. Хромом активно покрывают поверхности различных деталей (металла, дерева, кожи). Это процесс осуществляется с помощью гальваники.

Токсичность некоторых солей хрома используют для сохранения древесины от повреждения, вредного воздействия грибков и плесени. Они также хорошо отпугивают муравьёв, термитов, насекомых разрушителей деревянных конструкций. Солями хрома обрабатывают кожу. Хром применяется при изготовлении различных красителей.

Благодаря высокой теплостойкости его используют как огнеупорный материал для доменных печей. Каталитические свойства соединений хрома успешно используют при переработке углеводородов. Его добавляют при производстве магнитных лент наивысшего качества. Именно он обеспечивает низкий коэффициент шума и широкую полосу пропускания.

Источник