Золота сплавы это твердые соединения (лигатура) с другими металлами, примерами могут служить медь, серебро, палладий и другие.
Добавление других металлов производиться с одной целью, чтобы предать этому сплаву определенных свойств (твердость, цвет и другие).
Примером таких сплавов могут служить золото ртуть (амальгама), золото серебро, золото медь и так далее.
Что такое золота сплавы
Сплавы на основе золота известны с глубокой древности, их легируют, повышая их прочность, примером может служить серебро и медь, реже — цинком, кадмием, никелем, палладием и др. и металлами.
Историки и археологи установили, что пайка металлов известна людям уже несколько тысячелетий. Только паяли древние не оловом, а золотом, точнее — сплавом золота и серебра.
Современной технике тоже иногда приходится пользоваться золотым припоем.
Сплавы, легированные серебром и медью (марок ЗлМ, ЗлСр, ЗлСрМ), сохраняют высокую коррозионную стойкость к органическим и неорганическим реагентам, относительно высокую электропроводность, отличаются широкой гаммой «золотой» окраски.
Температура плавления этих сплавов 960— 1060° С, удельная плотность 11,5 — 18,9 г/см3, уд. электрическое сопротивление 0,094—0,125 ом · мм2/м.
Сплавы золота с серебром мягки, легко поддаются механической обработке; сплавы с медью обладают большей упругостью и твердостью.
Литейные свойства сплавов повышают небольшими добавками цинка и кадмия.
Увеличение содержания меди (за счет золота) снижает кислотостойкость сплавов, увеличение содержания серебра повышает склонность их к взаимодействию с органическими и серосодержащими реагентами.
Золото — очень мягкий металл, его легко расплющить, превратить в тончайшие пластинки и листы. В некоторых случаях это очень удобно.
Несмотря на это, большинство золотых изделий — литые, хотя температура плавления золота 1063° С.
Еще мастерам древности пришлось убедиться, что придать золоту все нужные формы способом литья не удается.
Примером может служить золотой кувшин при его изготовлении ручку приходилось отливать отдельно, а потом припаивать.
Интересный факт: высокая цена золота объясняется тем, что залежи его немногочисленны. В мире каждый день добывается больше железа, чем было добыто этого жёлтого металла за всю историю человечества.
Золото сплав в электротехнике
По электропроводности золото занимает третье место после серебра и меди.
При контакте под давлением золота с медью в восстановительной среде или в вакууме процесс диффузии — проникновения молекул одного металла в другой — идет довольно быстро.
Детали из этих металлов соединяются между собой при температуре, значительно более низкой, чем температура плавления меди, золота или любого их сплава.
Такие соединения называют золотыми печатями.
Их используют при изготовлении некоторых типов радиоламп, хотя прочность золотых печатей несколько ниже прочности соединений, полученных путем сплавления.
Из сплавов золота с серебром или медью делают волоски гальванометров и других точных приборов, а также миниатюрные электрические контакты, предназначенные для приема огромного числа замыканий и размыканий.
При этом, что особенно важно, эти конструктивно несложные детали должны работать без прилипания контактов, должны реагировать на каждый импульс.
В сплавах, обеспечивающих наименьшее прилипание, золоту принадлежит особая роль.
Безотказно работают сплавы золота с палладием (30%) и платиной (10%), палладием (35%) и вольфрамом (5%), цирконием (3%), марганцем (1 %).
В специальной литературе описаны сплавы с подобными свойствами, способные конкурировать с золотыми.
Примером может служить сплав платины с 18% иридия, но он дороже любого из перечисленных сплавов.
Да и все лучшие контактные сплавы очень дороги, однако без них не может обойтись современная космическая техника.
Кроме того, их применяют в наиболее важных аппаратах не космического назначения, от которых требуется особая надежность.
Интересный факт: встречается и в космосе в составе метеоритов. Люди уже находили метеориты, в составе которых имелось золото.
Применение
Сплавы золота с серебром и медью используют в ювелирной и электротехнической промышленности, для чеканки монет и медалей.
В ювелирных изделиях применяют и т. н. «белое золото» (70-80% Аu, 0-20% Сu, 0,5-10% Zn, 2-20% Cd, 2—10% Ni, 0,20% Pd) — сплав белого цвета, к-рый легко обрабатывать в холодном состоянии.
Наряду со сплавами системы золото — серебро — медь в электротехнической промышленности и приборостроении для изготовления прецизионных проволочных сопротивлении (резисторов, реохордов, потенциометров).
Использование сплавов, обеспечивающие надежную передачу сигналов, обладающие низким контактным сопротивлением.
Созданы сплавы, содержащие благородные металлы платиновой группы (платину, родий, палладий), а также железо, цинк и индий.
Содержание в них золота и благородных металлов 70—90%.
Эти сплавы отличаются стойкостью к истиранию, хорошо льются, легко поддаются механической обработке и сплавляются с фарфором.
Одно из старейших применений золота — изготовление зубных протезов. Конечно, мягкому металлу легче придать нужную форму, но зубы из чистого золота сравнительно быстро изнашиваются.
Поэтому зубные протезы и ювелирные изделия изготовляют не из чистого золота, а из его сплавов с серебром или медью.
Интересный факт: чистое золото которое имеет 999 пробу, используют во многих странах в качестве депозита, изготовление из него ювелирных изделий невозможно, так как его можно легко поцарапать ногтем.
Золото в ускорителях
Золото и его сплавы стали конструкционным материалом не только для миниатюрных радиоламп и контактов, но и для гигантских ускорителей элементарных частиц.
Ускоритель, как правило,— это огромная кольцевая камера — труба, свернутая в баранку.
Чем большее разрежение удается создать в такой трубе, тем дольше могут жить в ней элементарные частицы. Трубы изготовляют из нержавеющей стали, выплавленной в вакууме.
Внутреннюю поверхность трубы полируют до зеркального блеска — при такой поверхности легче поддерживать глубокое разрежение.
Давление в ускорителе элементарных частиц не превышает миллиардных долей атмосферного.
Излишне объяснять, насколько сложно поддержать в гигантской «баранке» такой вакуум, тем более что в баранке имеются отводы, рукава, стыки.
Уплотняющие кольца и шайбы для ускорителей делают из мягкого пластичного золота. Золотом паяют стыки камеры.
В некоторых случаях пластичность золота оказывается незаменимым качеством, а в других, наоборот, создает затруднения.
Цвет и закалка сплавов золота
В зависимости от содержания серебра такие сплавы имеют неодинаковый цвет: при 20—40% серебра получается зеленовато-желтый металл, при 50% — бледно-желтый.
Сплавы дополнительно упрочняют термической обработкой, и при этом золото ведет себя очень своеобразно.
Хорошо известен процесс закалки стали: металл нагревают до определенной температуры и затем быстро охлаждают.
Такая обработка придает стали твердость. Чтобы снять закалку, металл повторно нагревают и охлаждают медленно — это отжиг.
Сплавы золота с медью и серебром, наоборот, приобретают мягкость и пластичность при быстром охлаждении, а при медленном отжиге — твердость и хрупкость.
Лит.: Головин В. А., Ульянова Э. X. Свойства благородных металлов и сплавов (Справочник). Благородные металлы и их применение.
Часто задаваемые вопросы и ответы?
В основном компонентом ювелирных сплавов выступает золото, серебро, медь. К числу дополнительных элементов, входящих в состав, относятся: палладий, платина, железо и другие.
Чаще всего для сплава используют серебро, медь или платину, а также кадмий, цинк, палладий. Цветовой оттенок и свойства итогового золотого сплава зависят от концентрации примесей.
Для получения белого оттенка в сплав добавляют один из белых металлов, платину или палладий. Эти компоненты придают металлу не только изысканный цвет, но и высокую прочность.