Драгоценные металлы и изделия из них.

Для изготовления ювелирных изделий используют, как правило, не чистые металлы, а сплавы, добавляя в первые в определенных соотношениях другие металлы. Эти металлы называются легирующими или лигатурой. Легирующими могут быть как драгоценные, так и недрагоценные металлы, но полученные сплавы называются драгоценными. В ювелирном деле обычно используются три вида сплавов: золотые, серебряные, платиновые. Содержание в сплаве основного драгоценного металла и является его пробой. Пробирование драгоценных металлов возникло в России при Петре I вследствие необходимости контролировать расходование драгоценных металлов, определяя их количество в том или ином сплаве. Все ювелирные изделия из драгоценных металлов, предназначенные для продажи, должны соответствовать одной из действующих в России проб и иметь клеймо. В золотниковой русской системе были приняты следующие пробы: для золота — 36, 48, 56, 72, 82, 92, 94-я; для серебра — 72, 76, 84, 88-я. В 1927 году золотниковая система проб была заменена метрической. В ней показывается количество чистого драгоценного металла на килограмм сплава. В метрической системе проб были приняты следующие пробы: • для золота — 375, 500, 583, 750, 958 и 999-я; • для серебра — 750, 800, 875, 916-я; • для платины — 950-я; • для палладия — 500, 850-я. Изделия с указанными выше пробами встречаются в практике ювелирных мастерских, ломбардов, антикварных магазинов и у населения. В настоящее время в Российской Федерации действуют следующие пробы ювелирных изделий: • для золота — 375, 500, 585, 750, 958 и 999-я; • для серебра — 800, 830, 875, 925, 960 и 999-я; • для платины — 850, 900 и 950-я; • для палладия — 500, 850-я. В метрической системе сплавы различаются, прежде всего, по процентному содержанию драгоценного металла, по цвету и другим свойствам. На бирках изделий цвет золота не указывается. Наиболее употребляемые названия: белое золото, бледное золото, желтое золото, зеленое золото, красное золото. Для отличия сплавов золота в России приняты пробы, указывающие на количество драгоценного металла, содержащегося в 1000 ч. сплава. Пробы обозначаются обычно знаком «о» в конце цифрового обозначения. Кроме метрической системы в некоторых странах принята каратная система проб, исчисление по которой ведется от 24 единиц сплава. Например, 14к означает, что в 24 единицах сплава содержатся 14 единиц чистого золота. При сопоставлении каратной и золотниковой систем видно, что каратная проба составляет четвертую часть золотниковой. Чтобы перевести пробу каратной системы в золотниковую, ее необходимо умножить на четыре. Более сложно перевести каратную систему в метрическую и обратно. Импортные золотые изделия должны содержать на ценниках только одно слово «gold» с указанием пробы, как правило, в каратах. Все ювелирные изделия из драгоценных металлов, изготовленные на ювелирных предприятиях, проходят пробирование. Анализ изделий и сплавов, изготовленных из драгоценных металлов, обычно проводят следующими способами: • на пробирном камне, с помощью пробирных реактивов, которые позволяют пробировать изделие, не разрушая его; • муфельным способом, который основан на выделении из образца сплава чистого драгоценного металла, по которому определяют количество драгоценного металла в сплаве (целостность изделия при этом нарушается). При приемке ювелирных украшений в ломбарды чаще всего используется электронный метод пробирования. Помимо этого существуют и другие методы определения соответствия подлинного состава сплава заявленному в клейме. Здесь подробно рассматриваются два из них: механический (на пробирном камне) и электронный. Механический метод основан на способности золотосодержащих сплавов менять свой оттенок под действием кислотных реактивов в зависимости от процентного содержания в них чистого золота. Механический метод осуществляется с помощью пробирного камня, иглы и пробирных реактивов. Пробирный камень представляет собой кремнистый сланец черного цвета без трещин и инородных включений, мелкозернистого строения, с ровно отшлифованной поверхностью. Камень должен обладать хорошей способностью к противодействию кислотам: азотной, серной, соляной и их смесям. Пробирные иглы различной чистоты и оттенков изготавливают в пробирных лабораториях. Их делают из тщательно проверенного материала. Пробирные иглы представляют собой полоски драгоценных сплавов, припаянные к латунным пластинкам, на которых обозначена проба данной иглы. Для каждой пробы существует комплект игл, различных по цвету из-за разницы в содержании легирующего металла. Для определения золотых сплавов применяются иглы 375, 500, 585, 750, 900, 916 и 958-й проб. В состав лигатуры могут входить серебро и медь. Для 375 и 500-й проб существует 6 номеров игл разных по содержанию легирующих компонентов и по цвету. Для 585-й пробы используют 15 номеров игл: первый — золото-серебряный сплав, последний — 15, золото-медный. Для определения золотых сплавов 585-й пробы белого цвета используют иглы, в состав которых, кроме золота, входят в различных соотношениях платина, палладий, серебро, никель, цинк. Для 750-й пробы используют пять номеров пробирных игл. Как и в предыдущем случае, для определения изделий из белого золота применяют иглы, в лигатуре которых платина, палладий, серебро, никель, цинк. Иглы промежуточных проб служат для определения монетных и зубопротезных сплавов. Иглы 900-й пробы — золото-медного сплава (монетного), 916-й пробы — тройного сплава (зубопротезного). Для определения серебряных сплавов предназначены иглы из серебряно-медных сплавов различных проб. Это иглы 800, 830, 875, 925, 960. Для определения промежуточных серебряных сплавов, — 700, 750, и 900-й проб. Для определения платиновых изделий используют иглы трех проб: 850, 900 и 950 (могут также быть использованы иглы 970-й и 980-й проб). Пробирные реактивы представляют собой хлорное золото или водные растворы кислот, смесей кислот или растворы солей, с помощью которых апробируют поверхность испытуемого сплава. На сплавах выше указанной пробы реактив не оставляет никакого следа, на сплавах указанной пробы — легкую тень, на сплавах ниже указанной пробы оставляет «ожог» (темное пятно), его интенсивность зависит от разницы в пробах. Во время пробирования изделий из драгоценных металлов пробирный камень смазывают миндальным, ореховым или костяным маслом и насухо протирают. Если камень был в употреблении, его предварительно очищают пемзой. На поверхность камня исследуемым изделием наносится плотная черта длиной 15—20 мм, шириной 2—3 мм. Затем такая же черта наносится рядом пробирной иглой из того же драгоценного металла и сходной по цвету. Соответствующим реактивом, с помощью реактивной палочки, смачивают следы, оставленные драгоценными металлами, пересекая их поперек. Излишек реактива снимают фильтровальной бумагой и дают камню высохнуть. По интенсивности осадка (пятна) определяется соответствие пробы изделия пробирной игле. Если пятна, оставленные реактивом, одинаковы, то проба изделия соответствует пробе выбранной иглы. Если интенсивности осадков разные, то след, имеющий более темное пятно, показывает более низкую по отношению к другому пробу. При массовом пробировании изделий на пробирный камень наносят несколько параллельных черт разными изделиями однородного металла и рядом — черту пробирной иглой. Потом обрабатывают реактивом все следы поперек и по пятнам, сходным с пятном на черте, проведенной пробирной иглой, отбирают изделия. С остальными изделиями процесс повторяют, применяя иглу другой пробы. В качестве реактивов для золотых изделий используют раствор хлорного золота — для пробирования сплавов до 585-й пробы, кислотные реактивы — для 375, 500, 750, 900, 916 и 958-й проб. Кислотные реактивы создаются для каждой пробы драгоценного металла, так как реактив одной пробы не действует на сплав высшей пробы, а на сплаве низшей пробы остаются более темные пятна, а не светлые, как обычно бывает при воздействии кислотного реактива. В качестве реактивов для серебряных изделий используют раствор двухромовокислого калия — для определения сплавов выше 600-й пробы, раствор азотнокислого серебра — для 800, 830, 875, 925 и 960-й проб. В качестве реактивов для платиновых изделий используют такой же кислотный реактив, как для золота 958-й пробы. Для определения пробы неизвестного сплава обычно используют раствор хлорного золота. Приблизительную пробу изделия определяют по характеру пятна. На сплавах 585-й пробы и выше пятно не остается, на сплавах ниже 585-й пробы хлорное золото оставляет легкий оттенок, интенсивность которого увеличивается с уменьшением содержания золота в сплаве. С понижением пробы сплава пятно темнеет, принимая бурый цвет: для 500-й пробы он каштановый, для 375-й — грязно-зелено-желтый. На белом золоте 585-й пробы осадок от хлорного золота желто-золотистого цвета. На серебряных сплавах под воздействием хлорного золота остаются пятна от темно-зеленого до черного цвета, в зависимости от содержания меди. Платина не подвержена воздействию хлорного золота. Для качественного определения серебра не ниже 600-й пробы используют раствор двухромовокислого калия. На черте серебряного сплава образуется темно-красное пятно. С повышением пробы серебра осадок становится светлее и ярче. Для качественного и количественного определения серебра 750, 800, 830, 875, 925 и 960-й проб используют раствор азотнокислого серебра. Под его воздействием на черте серебряного сплава образуется серовато-белый налет, который с понижением пробы усиливается и приобретает серо-пепельный цвет. Присутствие в сплавах серебра можно обнаружить воздействием капли азотной кислоты, а затем на то же место — капли соляной кислоты. Образование творожистого осадка (хлористого серебра) подтверждает наличие серебра в сплаве. При определении платиновых сплавов используют раствор йодистого калия. На черте платинового сплава реактив оставляет темный осадок. Чем ниже проба платины, тем темнее осадок. Как и с золотыми сплавами, отбор ведется в сравнении с пробирными иглами. На технически чистую платину йодистый калий не действует. При использовании механического способа необходимо выполнить следующие действия: 1. На пробирном камне испытуемым изделием провести черту шириной 2—4 мм и длиной 25 мм. 2. Рядом по обеим сторонам черты таким же образом провести линии пробирными иглами приблизительно такого же состава (похожей пробы и цвета). 3. Стеклянной палочкой нанести каплю пробирного реактива (кислоты), соответствующего пробе, и при легком колебании камня пронаблюдать за скоростью его действия. Перед окончанием реакции кислоту промокнуть белой фильтровальной бумагой. Чаще всего для пробирования используются образны из золота 585 и 750 проб. При нанесении реактива «585» на полосу от изделия 585 пробы через 15 секунд можно наблюдать легкий теневой оттенок, а на полосе от изделия 750 пробы никаких изменений не наблюдается. При нанесении реактива «750» на полосу от изделия 585 пробы через 15 секунд появляется черное пятно, а на полосе от изделия 750 пробы — легкая тень. После опыта штрихи с пробирного камня необходимо удалить царской водкой, кусковой пемзой, смоченной в воде, а после высыхания смазать миндальным или другим растительным маслом. Электронный метод основан на применении электронного прибора «Голдтестер». Прибор «Голдтестер», схема которого приведена на рис. 3.1, позволяет идентифицировать золото всех стандартных проб ниже 750, высокопробные сплавы платины и отличать их от изделий из неблагородных металлов с покрытием. В состав прибора «Голдтестер» входят: • электронный блок с выведенными на верхнюю панель индикатором состояния готовности прибора к работе, кнопками включения и запуска повторного измерения, световой шкалой со стандартными пробами драгоценных металлов в изделиях, зажимом; • зонд, состоящий из кольца, корпуса, ручки подачи раствора, наконечника, баллона с раствором; • сетевой адаптер; • шабер. Порядок проведения эксперимента с использованием электронного прибора следующий: 1. После изучения технического паспорта прибора «Голдтестер» штекер сетевого адаптера необходимо включить в гнездо электронного блока, а адаптер в сеть. 2. Подключить штекер зонда в гнездо прибора. 3. Включить прибор нажатием кнопки «ON». Результат включения отражается на индикаторе состояния. Зеленое мерцание индикатора указывает на готовность прибора к проведению измерений, красное — означает пониженное напряжение. 4. Подготовить зонд к работе, для чего: • снять защитный колпачок с зонда; • удалить газ из наконечника. Для этого зонд поворачивается наконечником вверх, и после легких постукиваний пальцами по корпусу мелкие пузырьки газа собираются около выходного канала в один большой пузырь. Вращая ручку подачи пробирного раствора по часовой стрелке, скопившийся газ необходимо выдавить наружу. Наличие пузырей в канале зонда недопустимо, так как может привести к ошибке в измерениях. 5. Подготовить образец к проведению измерений, для чего: • тщательно очистить поверхность исследуемого изделия от следов грязи, жира, лака и т. п.; • присоединить исследуемое изделие к зажиму так, чтобы соединение обеспечивало надежный электрический контакт. 6. Провести измерения, для чего: • убедиться в готовности прибора к проведению измерений (наличие зеленого мерцания индикатора); • наконечником зонда слегка коснуться исследуемого образца перпендикулярно его поверхности, при этом раствор должен смочить участок поверхности диаметром 1. 3 мм; • внимательно проследить за тем, чтобы пробирный раствор из зонда ни в коем случае не попал на зажим прибора! При правильном выполнении всех действий зеленое мерцание изменится на непрерывное свечение индикатора состояния, что указывает на начало измерений. При успешном завершении измерений индикатор погаснет, а на световой шкале будет индицироваться результат измерений. Продолжительность измерения 5. 7 с. 7. После опыта освободить исследуемый образец из зажима. 8. Протереть зажим специальной салфеткой. 9. Выключить прибор нажатием кнопки. 10. Закрыть зонд защитным колпачком, не допуская протекания пробирной жидкости. 11. Удалить штекер зонда из гнезда прибора. 12. Отключить прибор от электрической сети.

Согласно федеральному закону «О драгоценных металлах и драгоценных камнях» от 26 марта 1998 г. № 41-ФЗ к драгоценным (благородным) металлам, используемым в настоящее время для изготовления ювелирных изделий, относят золото, серебро, платину и пять металлов платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений, осмий).

Золото - металл желтого цвета, с сильным блеском, пластичный (один грамм золота может вытягиваться в нить длиной до трех километров), обладает значительной механической прочностью и химической стойкостью, не взаимодействует с кислородом воздуха, устойчив к действию кислот и щелочей. Золото растворяется только в царской водке (смеси HN03 и НС1 в соотношении 1:3). Плотность -19 320 кг/м 3 , температура плавления - 1 064 °С. Золото - очень мягкий металл, его твердость по шкале Мооса составляет 2,5 (относительная шкала твердости Мооса дана в разделе 2.3). В природе золото встречается в самородном виде или в виде золотоносных руд (сплавы золота, серебра, меди и других металлов). Несмотря на то, что золото обладает высокой ковкостью, вязкостью и тягучестью, в чистом виде для производства ювелирных изделий оно не применяется, а используется только в виде сплавов. Исключение может составлять нанесение золотого покрытия на ювелирные изделия.

Серебро - белый, блестящий, очень ковкий и тягучий металл; обладает самой высокой отражающей способностью (до 95%), хороший проводник электричества и тепла, прокатывается в тонкие листы толщиной до 0,00025 мм и вытягивается в тончайшую проволоку. Плотность - 10 500 кг/м 3 , температура плавления - 961,9 °С. Твердость по шкале Мооса - 2,7. Не обладает химической стойкостью, характерной для всех остальных благородных металлов. Взаимодействует как с кислотами, так и с щелочами, чернеет при наличии в воздухе или воде сероводорода, образуя характерную патину. В природе серебро в основном встречается в составе свинцово-цинковых руд. В производстве ювелирных изделий серебро применяют как основной компонент серебряных сплавов, в качестве лигатуры сплавов золота и палладия, а также для покрытия изделий из мельхиора и нейзильбера.

Платина - серебристо-белый, ковкий металл, химически стойкий, не растворим в кислотах (кроме царской водки); имеет высокую плотность - 21 450 кг/м 3 , высокую температуру плавления - 1 772 °С. Твердость по шкале Мооса - 4,2. В природе платина встречается в самородном состоянии. В ювелирной промышленности используется как основной компонент платиновых сплавов, а также в качестве компонента лигатуры золотых сплавов.

Палладий - металл серебристо-белого цвета, в природе встречается вместе с платиной в самородном состоянии, а также в составе золотоносных, сульфидно-медных и сульфидноникелевых руд. Ковкий, тягучий металл, хорошо прокатывается в тонкие листы и проволоку. Плотность - 12 020 кг/м 3 , температура плавления - 1 552 °С. Твердость по шкале Мооса - 4,8. Растворяется в азотной кислоте, смеси азотной и соляной кислот. В ювелирном деле используется как основной компонент палладиевых сплавов, а также в качестве лигатуры золотых и платиновых сплавов. Использование палладия в качестве легирующего металла в сплаве золото-серебро-палладий ввело новый термин - «белое золото», что подчеркивает обесцвечивающую (по отношению к золоту) способность металлов платиновой группы. В последнее время палладий считается перспективным для изготовления ювелирных украшений из сплавов фантазийных цветов. Также используется как компонент высокотемпературных припоев.

Иридий - металл белого цвета, с серым оттенком, очень твердый, но хрупкий. Химически стойкий - на него не действуют кислоты и щелочи. Имеет очень высокие показатели плотности (22 420 кг/м 3 ) и температуры плавления (2 450 °С). Твердость по шкале Мооса - 6,5. Обладает значительной химической стойкостью, что позволяет использовать данный металл для изготовления химической посуды. В ювелирном деле используется как легирующий металл в сплавах платины.

Родий - хрупкий металл бледно-голубого цвета. По внешнему виду похож на алюминий. Растворяется в концентрированной серной кислоте, но смесь азотной и соляной кислот (царская водка) на родий не действует. Благодаря хорошей отражающей способности (коэффициент отражения 75-80%) и высокой твердости (по шкале Мооса - 6,5) применяется для покрытия золотых и серебряных изделий, в том числе и изделий из белого золота, для придания долговечности и защиты от потускнения. Плотность - 12 420 кг/м 3 , температура плавления - 1 960 °С.

Рутений - серебристо-белый металл, по внешнему виду похож на платину, но более твердый и хрупкий. Плотность -12 370 кг/м 3 , температура плавления - 2 950 °С, твердость по шкале Мооса - 7,0. Обладает высокой химической стойкостью. Может применяться как компонент платиновых сплавов.

Осмий-белый, с серо-голубым оттенком металл, тугоплавкий, температура плавления самая высокая из металлов платиновой группы - 3 047 °С, тяжелый, плотность - 22 480 кг/м 3 , твердый, хрупкий - механической обработке не поддается. Химическими свойствами не отличается от рутения. Может добавляться в платиновые сплавы для придания им твердости и упругости.

Основные физические свойства драгоценных металлов представлены в табл.

Физические свойства драгоценных металлов

МеталлПлотность, кг/м 3 Температура плавления, °СТвердость по шкале МоосаКоэффициент отражения, % Золото19 3201 0642,5До 88 Серебро10 500961,92,7До 95 Платина21 4501 7724,2До 75 Палладий12 0201 5524,850-70 Иридий22 4202 4506,560-70 Родий12 4201 9606,575-80 Рутений12 3702 9507,075-80 Осмий22 4803 0477,5-

Чистые драгоценные металлы являются либо сравнительно мягкими и не обладают достаточной износостойкостью, особенно золото и серебро, либо хрупкими, как иридий или осмий. Кроме того, при определенных видах ювелирных работ они не имеют необходимой технологичности вследствие высокой температуры плавления. Наконец, драгоценные металлы сравнительно дороги. Совокупности этих причин и обусловливают то, что в чистом виде эти металлы редко используются при изготовлении ювелирных украшений и других бытовых изделий. Исключение составляет нанесение покрытия из золота, родия или серебра для придания изделиям более красивого внешнего вида.

При производстве ювелирных изделий используют различные сплавы, получаемые путем добавления к драгоценным металлам в определенных пропорциях других металлов, называемых легирующими, а их смеси - лигатурой. Легирующими могут быть как драгоценные, так и недрагоценные металлы, но полученные сплавы всегда считаются драгоценными.

Сплавам с помощью подбора легирующих компонентов можно придавать различные заранее заданные качества, например, цвет, твердость, пластичность, температуру плавления, литейные свойства, стойкость при химической обработке и т. п. Этим достигается более высокая технологичность при изготовлении и обработке изделий и износостойкость их при эксплуатации. В качестве легирующих металлов при создании различных ювелирных сплавов чаще всего применяют серебро, платину, палладий, иридий и родий (благородные металлы), а также недрагоценные цветные металлы (медь, никель, кадмий и цинк). При изготовлении некоторых видов изделий могут использоваться сплавы, в которых в качестве легирующих добавок применяют и другие металлы.

Серебро в качестве легирующего металла придает золотым сплавам мягкость, ковкость, понижает температуру плавления и изменяет цвет золота. По мере увеличения доли серебра цвет сплава приобретает зеленоватый оттенок, например, сплав ЗлСр750-250 (табл.).

Платина значительно повышает температуру плавления сплава, делает его более твердым и упругим. Добавление платины (и металлов платиновой группы) изменяет цвет золотого сплава на белый.

Добавление меди повышает твердость золотого сплава, сохраняя при этом ковкость и тягучесть. Сплав приобретает красноватые оттенки, усиливающиеся по мере увеличения содержания меди. Однако медь снижает коррозийную устойчивость сплава.

Палладий так же, как и платина, повышает температуру плавления сплава и изменяет его цвет на белый, хотя и не так резко. При добавлении палладия золотой сплав становится более твердым и износостойким, а также более удобным (технологичным) при ручной ювелирной обработке.

Цинк, наоборот, резко понижает температуру плавления сплава, но повышает его жидкотекучесть в расплавленном состоянии, придает сплаву хрупкость и зеленоватый оттенок.

Каждый легирующий материал играет свою роль в установлении характеристик сплава. Поэтому всегда можно подобрать такую рецептуру сплава, при использовании которой ювелирное изделие в большей мере будет отвечать предъявляемым к нему требованиям в соответствии с функциональным назначением.

Название драгоценного сплава определяется названием основного драгоценного (благородного) металла (например, сплав золота, серебра, платины и палладия). Главная характеристика сплава - его проба (или состав).

В Российской Федерации принята метрическая проба - количество драгоценного металла, содержащегося в 1 000 частях (долях) сплава.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 18 июня 1999 г. № 643 для ювелирных и других бытовых изделий из драгоценных металлов установлены следующие пробы: