Сплавы благородных металлов

            Большинство благородных металлов обладает высокой степенью ковкости, вязкости и тягучести, поэтому использование их в промышленности в чистом виде невозможно. Обычно их применяют в виде сплавов.

            Золото дает сплавы со многими металлами, но наиболее важными в промышленности являются сплавы с серебром, свинцом, медью, ртутью, цинком, кадмием, родием, иридием и титаном. При высокой температуре золото легко растворяется в сплавах сульфидов –медном, никелевом и свинцовом штейнах.

            С серебром и медью золото сплавляется во всех пропорциях с образованием твердых растворов.

            Сплавы Au-Ag представляют собой непрерывный ряд твердых растворов этих металлов друг в друге. Они отличаются мягкостью, обладают хорошей ковкостью и хорошо поддаются механической обработке. С увеличением количества серебра цвет сплавов изменяется от желтого к белому.

            Сплавы Au-Cu представляют собой непрерывный ряд твердых растворов только при высокой температуре. С понижением температуры  (425-450ºС) твердый раствор с 50 и 75 % Cu переходит соответственно в два химических соединения – AuCu и AuCu3. Твердый раствор – пластичное мягкое вещество, которое хорошо прокатывается  и вытягивается в проволоку. Соединение AuCu – твердое и хрупкое вещество. Для сплава с   50 % Au закалка и отжиг оказывают обратное влияние на свойства по сравнению с другими металлами; отжиг придает такому сплаву твердость и хрупкость, а закалка делает его мягким и пластичным. Медь придает золоту твердость. Сплавы, содержащие > 12 % Cu, трудно поддаются обработке вследствие их твердости.

            Свинец не дает твердых растворов с золотом. Сплавы Au-Pb образуют два химических соединения – AuPb2 и Au2Pb. Соединение  AuPb2 образует со свинцом эвтектику, содержащую 14,8 % Au, с температурой плавления      215ºС. Сплавы золота со свинцом хрупки.

            Сплавы благородных металлов с ртутью представляют собой твердо-жидкие смеси, называемые амальгамами. Сплавы Au-Hg образуют три соединения – AuHg2, Au2Hg, Au3Hg и твердый раствор ртути в золоте с максимальной концентрацией ртути 16,7 %. Растворимость золота и ртути при температуре 10-30ºС находится в пределах 0,15-0,2 %.

            Сплавы Au-Pt c содержанием платины 25 % (по массе) представляют собой твердые растворы платины в золоте, а сплавы с содержанием платины выше 80% – твердые растворы золота в платине. С увеличением содержания платины твердость сплавов увеличивается.

            Сплавы Au-Pd  образуют непрерывный ряд твердых растворов. Сплав, содержащий 85 % Pd, обладает максимальной твердостью.

            Серебро в расплавленном виде смешивается со многими металлами в любых соотношениях. Оно дает сплавы с золотом, медью, свинцом, платиной и металлами платиновой группы без образования химических соединений.

            Наибольшее значение из серебряных сплавов имеют сплавы, содержащие медь.

            Сплавы Ag-Cu, содержащие от 6 до 97 %  (по массе) Cu, образуют смесь двух твердых растворов. С увеличением количества меди в сплавах возрастает их твердость и увеличивается вязкость. Сплавы обладают хорошей пластичностью.

            Сплавы Ag-Pb в твердом состоянии образуют механические смеси. Сплавы, содержащие до 4 % Pb, образуют твердые растворы при температуре ниже 900ºС.

            Сплавы Ag-Hg  (амальгамы) образуют твердый раствор ртути в серебре с предельной концентрацией серебра 55 % (по массе). При содержании в амальгаме 20-40 % Ag образуется химическое соединение Ag3Hg4.

            Сплавы Ag-Pt, содержащие до 3 % и выше 80 % Ag, образуют твердые растворы. При содержаниях 25, 50 и 75 % (ат) Pt образуются химические соединения AgPt и AgPt3, которые при температуре 550ºС изменяют свойства.

            Остальные сплавы являются механическими смесями твердых растворов.

            Сплавы Ag-Pd образуют твердые растворы и интерметаллические соединения. Обладают высокой пластичностью и неокисляемостью.

            Большинство сплавов платины с металлами платиновой группы (Pt-Pd; Pt-Ir; Pt-Rh; Pt-Ru) представляют собой твердые растворы.

            Сплавы Pt-Рb образуют химическое соединение PtPb, которое дает с избытком свинца легкоплавкую смесь с температурой плавления 290 0С.

            Сплавы Pt-Hg (амальгамы) при содержании 1,7 % Pt образуют жидкие растворы   платины в ртути и при содержании 23 % Hg – твердый раствор ртути в платине, а также три химических соединения  – PtHg; Pt2Hg; Рt3Hg.