Виды драгоценных металлов, их свойства и применение
Известные специалистам драгоценные металлы в мире условно делятся на 2 категории: созданные природой и получаемые искусственно. К рукотворным сплавам относится несколько изотопов калифорния (Cf) и обладающий самой высокой среди известных науке веществ плотностью осмий (Os)-187. Суммарная доля природно добываемого продукта высокой ценности в общей добыче естественных минералов несущественна, зато характеристики ценных металлов – уникальны. Этим и объясняется их особое положение и высокая цена.
Виды драгоценных металлов и их свойства
Потребительские качества материала зависят от внутренней структуры и комплекса свойств. На них влияет положение в периодической системе элементов, а пластичность зависит от содержания вредных примесей. Основные драгметаллы – это Pt, Au, Ag (платина, золото, серебро), а также платиноиды Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Re (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, рений соответственно).
Если на алюминий, самый распространенный элемент, цена вполне демократичная, то на полученные в процессе химического производства калифорний и осмий-187 она считается самой высокой. На сегодня стоимость драгоценных металлов в американской валюте ($) составляет 6500000 (Cf-252) и 200000 (Os-187) за грамм соответственно. Высокая цена калифорния связана с его особыми свойствами – всего 1 грамм вещества генерирует энергию, равную мощности среднего ядерного устройства. И, несмотря на доминирование в мировой экономике американского доллара, его курс, так же как и других валют, тесно связан со стоимостью золота.
Цена тройской унции золота на мировом рынке в долларах США
Исторически сложилось так, что металлы названия получали благодаря своему стабильному состоянию. Они не вступают ни в какие химические реакции, сохраняют внешний блеск в любых условиях.
Добыча и переработка благородных металлов
В разные временные вехи человечество по-разному использовало разные виды металлов. И история развития цивилизации тесно взаимосвязана с добычей драгоценных металлов. Например, на протяжении многих веков золото и серебро были единственными драгметаллами, которые использовал человек. Но по мере развития науки и техники люди смогли отыскать в недрах Земли платину, палладий и прочие металлы из платиновой группы, а с годами и научились искусственно синтезировать разные виды металлов с уникальными свойствами.
Сегодня активная добыча золота ведется в Китае, Австралии и России. А в тройку лидеров по добыче и переработке серебра входят Мексика, Перу и Китай.
Добыча золота в мире с 2010 по 2020 гг, тонн
Регион
Годы
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Центральная и Южная Америка
Мировая добыча
2 830,9
2 928,3
3 002,9
3 174,8
3 271,1
3 364,3
3 512,3
3 576,3
3 652,8
3 597,2
3 478,1
Проба на изделиях из благородных металлов
Базовый подход к пробированию заключается в определении массы (миллиграмма) драгметалла в одном грамме исследуемого сплава. Это соотношение нормируется, обозначается клеймом. В Украине подобный отпечаток на металле имеет вид трезубца и сопровождается цифрой.
Знаки на ювелирных и бытовых изделиях из золота – трехзначное число, отвечающее одной из установленных законодательных проб. Клеймению подлежат платина, золото, серебро, палладий. В Украине процесс регламентируется Законом от 18.11.97 № 637/97-ВР «О государственном регулировании добычи, производства и использования драгоценных металлов и драгоценных камней и контроле за операциями с ними». Кроме используемой в настоящее время метрической системы, еще имеет место лотовый, каратный и золотниковый метод определения проб.
Платина
В отличие от сплавов с другими металлами, в чистом виде природная платина (Pt) не встречается. Ее выделение требует организации сложных химических процессов. Об уникальности этого драгоценного металла можно судить по его свойствам.
Твердость (шкала Мооса)
Пробы (метрическая система)
тысячные весовые единицы
Не случайно, одним из сильных огнеупоров считается именно платина – температура плавления ее, за исключением некоторых платиноидов, самая высокая среди металлов.
Золото
Наиболее популярный и, пожалуй, главный драгоценный металл находится в природных недрах исключительно в чистом виде. В метрической системе для Aurum приняты 375, 500, 583, 750, 958 и 999 пробы.
Твердость (шкала Мооса)
Температура плавления золота
Сопротивление (при 0°С)
Серебро
Ag – один из элементов, встречающийся в природе как самородок или в виде соединений. И если самый ценный металл – Калифорний-252, то первенство распространенности на планете по праву принадлежит серебру. Аrgentum активно используется во многих сферах, обладая презентабельным внешним видом, отличной электро- и теплопроводностью, другими уникальными физическими и химическими свойствами.
В чем измеряется
Коэффициент отражения света
Температура плавления серебра
Твердость (шкала Мооса)
Пробы (метрическая система)
тысячные весовые единицы
800, 830, 875, 925, 960
Ом*мм 2 /м
Палладий
Самый легкий и легкосплавный металл из группы платиновых материалов. В метрической системе для него обозначены 500, 850 пробы. Хорошо поддается физическому воздействию при термообработке. Характеризуется наибольшей способностью поглощать водород и создавать его твердые растворы в металле.
В чем измеряется
Удельная теплоемкость (н.у.)
Твердость (шкала Мооса)
Рутений
В природной среде встречается очень редко. Самый легкий среди металлов платиновой группы, он дополняет список драгметаллов. Сочетает в себе высокую тугоплавкость и твердость вместе с хрупкостью. Получить искусственным путем Ruthenium высокой чистоты пока не удалось.
Родий
Серебристый по цвету металл с мощными отражающими свойствами относится к категории редчайших на Земле. Родий (Rh) чем-то внешне похож на алюминий, но значительно превосходит его по твердости. Это самый драгоценный металл для ювелиров – в их рейтинге занимает почетное «1-е» место. Инертен к кислотной и щелочной среде, отличный катализатор. Плохо поддается обработке – она возможна лишь при t = 800-900°С.
Твердость (шкала Мооса)
k теплопроводности (при 0—100°С)
Предел прочности на растяжение
Иридий
Благородный металл – иридий (Ir) – тяжелый по весу и плохо поддающийся обработке, не встречается в самородном виде. Используемый в виде сплава с другими металлами, он наделяет их «своими» физико-химическими свойствами – повышенной износоустойчивостью и прочностью. Находясь в слитке, не растворяется ни в одной из кислот, в других агрессивных средах.
Твердость (шкала Мооса)
Природные сплавы Os-Ir – иридосмин, осмистый иридий – очень редкие. В природе Iridium находят как смесь двух стабильных изотопов: 191Ir и 193Ir. Радиоактивные вещества с массовыми числами 164-199 получают искусственным путем.
Осмий
Не золото, как принято считать, самый дорогой драгоценный металл в природе, и даже не платина. Среди лидеров в этом плане осмий – серебристо-белый, со специфическим запахом, блестящий, с высокой плотностью и, в то же время, невероятно хрупкий, а также непомерно дорогой. К тому же тяжелый, самый летучий при окислении до OsO4. Osmium-187 наиболее используемый из нескольких известных изотопов.
Осмий относится к группе платиновых и не встречается в недрах земных в чистом виде. Чаще всего это сплавы иридия и платины, а также метеориты.
Электропроводность (твердая фаза)
9,473*10 -8 –8,120*10 -8
Твердость (шкала Мооса)
Влияние золота на историю
Даже сегодня, когда многие страны мира отказались от золотого стандарта и все активней инвестиционный интерес вызывают криптовалюты, роль золота в нашем обществе достаточно велика, а что говорить про более древние времена. Магическому очарованию этого металла поддавались люди в Европе и Азии, в Америке и Африке. Из-за него совершались самые коварные и жесткие преступления, начинались войны и миграции населения. Оно играло значительную роль в культурном, экономическом и социальном развитии общества.
Конечно, наиболее обширно золото использовалось в качестве денег. И, несмотря, что каждая страна чеканила свои монеты с разным номиналом стоимости, это было универсальное платежное средство.
Этот благородный металл может отбиваться, вытягиваться и отливаться, что позволяет придавать ему любые формы и украшать его самыми разными способами. Поэтому даже в глубокой древности мастера создавали из него изделия поразительной красоты. Золотые кубки, подсвечники, кувшины и столовые приборы, хоть и стоили гораздо дороже медных и латунных, были не только великолепным украшением дома, но прекрасно служили по своему назначению. А кольца, цепи, пояса, запонки, ожерелья, диадемы были не только изумительной красоты украшениями, но и являлись символами достатка и власти.
Но в принципе любые изделия из драгоценных металлов и камней оказывают особое воздействие на воображение и обладать ими стремились во что бы то ни стало. В древние времена люди буквально благоговели перед золотом и изготавливали из него предметы религиозной значимости. С годами оно стало символом богатства и власти, что породило не одну золотую лихорадку и связанную с ней миграцию населения. В наши дни из предмета роскоши золото стало металлом широкого применения. Но это не мешает ему оставаться одним из самых надежных инвестиционных активов.
Где используются ценные металлы?
Хотя в природе они встречаются редко, а добыча связана с большими трудозатратами, спрос на них огромен. Самое востребованное золото. И если в промышленности его доля составляет всего 9%, то ювелирная отрасль потребляет почти 58%. Не обойтись сегодня и без других ценных металлов и сплавов.
Ювелирная промышленность
Если «благородство» каждого из 8 элементов оценивается с научной точки зрения, исходя из их особых свойств, то драгоценные металлы – это определение экономического или ювелирного характера. Здесь котировка ведется по степени значимости и возможности использования в ювелирной отрасли. Основные материалы – золото, платина, серебро, палладий. Другие элементы добавляются в сплавы или используются как декоративные покрытия.
Родий задействован на конечной стадии производства при обработке изделий. Платино-родиевые резервуары используются для выращивания кристаллов. Металл в качестве покрытия улучшает декоративность благородных металлов.
Электротехника
Активно используются драгметаллы в различного рода электронных и электрических устройствах. Покрытые серебром и золотом контакты отличаются хорошей проводимостью, не окисляются.
Альтернативой контактным покрытиям служит палладий, устойчивый к соединениям серы. Платина идеально подходит для термических резисторов, работающих в широком температурном диапазоне. Комплектующие детали электроники автомобилей содержат золото и серебро: диоды, датчики измерения уровня топлива, регуляторы напряжения, другие. Серебро используется как присадка в припоях. Платина, ее сплавы востребованы для термопар, термометров сопротивления, в изготовлении электрических контактов и электродов.
Машиностроение
Каталитические очистители выхлопных газов выполнены из родия. Осмистый иридий используют в производстве свечей зажигания ДВС и в деталях с повышенными требованиями к износостойкости и твердости. Палладий наносится в виде напыления, из него делают различные мелкие детали, а из платины – электроды топливных элементов. Ее сплавы успешно применяются в химическом машиностроении, для анодных штанг, защищающих от коррозии корпуса субмарин.
Химическая промышленность
Важное свойство, которым обладают благородные металлы – это участие во многих каталитических химических реакциях. Сетки из сплавов Pt-4% Pd-3% Rh нашли применение в производстве азотной кислоты в установках по сжиганию аммиака. Платину и палладий используют для получения высокооктановых бензинов, а иридиево-никелевые катализаторы актуальны при производстве пропилена из ацетилена и метана. Сплавы родия и платины – материал для термостойкой химической посуды и термоэлектрического измерительного оборудования.
Космическая отрасль
Самые популярные драгоценные металлы в радиодеталях узлов космических аппаратов – палладий, рутений, серебро, платина и золото. В разных количествах они присутствуют в диодах, реле, конденсаторах, транзисторах и микросхемах. Скафандр космонавта оснащается светофильтрами с напылением из чистого золота. Такая же фольга служит защитой от коррозии и высоких температур на летательных установках. В выполнении проводки на самолетах и в ракетах задействован палладий.
Медицина
Отрасль, в которой весьма активно используются драгоценные металлы, список возглавляет иридий и платина. Именно такой сплав нужен для изготовления электростимуляторов сердечной деятельности. Также из сплавов платины производят иглы для инъекций. Крепкие зубные протезы – из палладия. Pd-103 активно задействуется в лечении онкопатологий. Без иридия не обойтись при изготовлении хирургического инструментария.
Стекольная промышленность
В список драгоценных металлов для этой отрасли входят:
- родиево-платиновые сплавы – сосуды под выплавку стеклянного сырья для электроники, производство узлов, создание покрытий на поверхностях керамических смесителей;
- серебро – нанесение тонкого отражающего слоя на стекло зеркал;
- металлы платиновой группы – производство оптики и стекол для дисплеев;
- чистая платина – установки для производства расплавленного стекла: тигли, мешалки, прочее.
Банковское дело
Виды проб драгоценных металлов банковских, представленных в инвестиционных слитках, монетах и порошках, наивысшие – 999,9. Некоторые из них котируются очень высоко, служат валютными ценностями и предметом межбанковских операций.
Популярностью пользуется открытие специальных металлических счетов. Поскольку слитки и монеты всегда держат свою цену, есть реальный шанс в перспективе приумножить свои капиталы. К примеру, только за последние два десятилетия цена на золото увеличилась в 10 раз. Замечено, что этот драгметалл показывает стабильный результат во время кризисов на рынках. И все же, по мнению специалистов, беспроигрышный вариант увеличить свой капитал – инвестировать в палладий.
Особые физические и химические характеристики позволяют отнести основные виды драгоценных металлов к разряду уникальных. Их ценность в том, что, находясь в сплавах, они наделяют такими же свойствами покрытия, оксидные пленки, сплавы, катализаторы, порошки и другие соединения. Высокая стоимость драгоценных металлов объяснима и оправдана.
Если же для создания или развития вашего бизнеса необходим качественный металлопрокат по цене производителя, обращайтесь в ООО «Метинвест-СМЦ». Широкий сортамент нашей продукции удовлетворит любые запросы и полностью соответствует украинским и европейским стандартам по всем показателям.
Источник https://metinvest-smc.com/ru/articles/vidi-dorogotsinnikh-metaliv-ikh-vlastivosti-ta-zastosuvannya/