Что такое белое золото? Состав и свойства

Белое золото — это сплав золота. Его получают путем смешивания чистого золота с серебристо-белыми металлами, такими как серебро и палладий. Первоначально оно было разработано для имитации платины, драгоценного белого металла.

В промышленности термин «белое золото» часто используется для описания сплавов каратного золота с беловатым оттенком. Слово «белый» относится к широкому спектру цветов, которые пересекаются с бледно-желтым, бледно-розовым и коричневым оттенком.

Характеристики белого золота зависят от сплавов металлов и их пропорций. Поэтому сплавы белого золота могут иметь несколько различных применений.

Таблицы плотности металлов и сплавов

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката. Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе — удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.
Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа. Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления. Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа — 7850 кг/м3.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности — 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа. К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют производители металлоконструкций в Украине , чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:

− благородные металлы (драгоценные) — платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Другие виды цветного золота

Чистое золото — это мягкий, слегка красновато-желтый металл. Однако при сплаве с более твердыми металлами оно образует целый ряд цветов, включая желтый, красный, зеленый, фиолетовый, синий и черный.

Желтое золото: имеет уникальный теплый отблеск. Оно считается более традиционным, чем белое золото. В отличие от белого золота и платины, которые выглядят одинаково, желтое золото трудно имитировать.

Обычно его сплавляют с медью и серебром. Большинство изделий из желтого золота 18 карат содержат 75% золота, 12,5% меди и 12,5% серебра. Более темный желтый цвет достигается за счет увеличения количества меди до 15%.

Розовое и красное золото: кажутся похожими, но разница заключается в содержании меди. Чем выше концентрация меди в сплаве, тем темнее красный цвет. Красное золото содержит наибольшее количество меди, а розовое — наименьшее. Иногда для придания красновато-желтого цвета в сплав добавляют цинк.

Розовое золото 18К содержит 75% золота, 20% меди и 5% серебра; розовое золото 18К имеет такое же количество золота с 22% меди, 4% серебра; а красное золото 18К содержит 25% меди и не содержит серебра. Красное золото 12К содержит золото и медь в равной пропорции.

Голубое золото: представляет собой интерметаллическое соединение, полученное путем смешивания золота с индием или галлием. Первое содержит 54% индия и 46% золота, а второе — 59% золота и 41% галлия.

Пурпурное золото: представляет собой сплав золота (79%) и алюминия (21%). Эти интерметаллические соединения довольно редки и более хрупкие, чем большинство золотых сплавов.

Черное золото: получают с помощью различных методов обработки поверхности. Сплавы золота с высоким содержанием меди можно окрасить в различные цвета от черного до коричневого, обработав их сульфидом калия.

Черное золото также может быть получено путем контролируемого окисления золотых сплавов, содержащих кобальт или хром, или путем создания наноструктур на поверхности с помощью фемтосекундного лазера.

Серое золото: обычно производится путем смешивания золота (75-76%) с палладием (15-23%) и родием (1-5%). Серое золото 18 карат также может быть произведено без отбеливающих элементов, таких как палладий, никель и кобальт — эта недорогая альтернатива включает 75-78% золота, 7-15% марганца, 1-10% серебра и 1-2% меди.

Зеленое золото: изготавливается путем добавления 4% кадмия. Его использование обычно снижается, поскольку кадмий токсичен.

Удельный вес цветных металлов

Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления

При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства. Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже. Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность. Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.

Таблица удельного веса сплавов металлов

Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

Почему золото легируют другими металлами?

Поскольку чистое золото — очень мягкий и ковкий металл, его сплавляют со смесью металлов для повышения прочности и долговечности, чтобы использовать для изготовления ювелирных изделий. Фактически, золото, которое вы видите в любой отрасли, редко бывает чистым. Некоторые примеси (например, ртуть) добавляются еще до легирования для получения белого золота. Без более твердых сплавов чистое золото не смогло бы сохранить желаемую форму — само по себе золото было бы слишком мягким.

Цепочка из белого золота 18 карат

Некоторые ювелирные изделия из белого золота дополнительно покрываются родием — редким серебристо-белым металлом. Он усиливает блеск и долговечность украшений, придавая им гладкость и блеск.

Удельная плотность и удельный вес меди

Из цветных металлов в чистом виде в строительных работах и промышленности используются, в основном, только алюминий и медь. Они обладают отличными характеристиками, подходящими характерному виду работ. Однако все большую популярность обретают сплавы на основе данных материалов. Одним из сплавов меди является латунь. Латунь представляет собой многокомпонентный или состоящий только из двух компонентов сплав на основе меди, в котором главным элементом является легирующий компонент — цинк и редко используются такие компоненты добавок, как никель, олово, марганец, свинец, железо и другие.

Из чего состоит белое золото?

Белое золото состоит в основном из золота и смеси плотных металлов, таких как медь, цинк, никель, родий или палладий. Белый цвет достигается путем тщательного подбора легирующих металлов, которые обесцвечивают красновато-желтый цвет чистого золота.

Количество золота измеряется единицей, называемой каратами (K). В 24-каратном золоте все 24 части золота представляют собой чистое золото с чрезвычайно низким уровнем примесей.

Точно так же золото 18 карат содержит 75% (или 18/24) золота, а золото 22 карат составляет 91,6%.

Доля добавленного сплава влияет на общую долговечность и окончательный цвет золота. Например, золото 22 карат более прочное и имеет более желтоватый оттенок, чем золото 18 карат.

Как правило, белое золото маркируется 18 каратами. Оно содержит 75% золота и примерно 25% никеля и цинка. Некоторые виды белого золота содержат 90% золота и 9,5% никеля. Для повышения пластичности в него добавляют небольшое количество меди.

Белое золото, используемое в ювелирной промышленности, представляет собой сплавы золота-никеля-меди-цинка или золота-палладия-серебра. Никель и палладий действуют как первичные отбеливающие агенты для уменьшения цвета золота, а цинк действует как вторичный отбеливающий агент для меди.

Вес латуни таблица

Удельный вес кокса и его вес в зависимости от единиц измерения

Таблицы плотностей некоторых веществ

Таблица плотностей – первая таблица значений физических величин, с которой вы знакомитесь. В предыдущем параграфе вы узнали способ «рождения» аналогичных таблиц – проведение многочисленных измерений и последующих вычислений.

Вам уже известно, что при изменениях температуры объём тел меняется. Как следствие, меняется и плотность. Например, при 0°С и нормальном атмосферном давлении масса 1 м³ воздуха равна 1,3 кг, а при 100°С из-за теплового расширения в 1 м³ помещается 950 г воздуха (см. рисунок). Поэтому в таблицах со значениями плотностей всегда указана температура (см. таблицы далее).

Плотность всех веществ зависит и от давления, оказываемого на них. Например, на высоте 10 км атмосферное давление значительно меньше, чем вблизи земли, в результате чего там масса 1 м³ воздуха составляет всего около 400 граммов. Плотность твёрдых веществ и жидкостей в гораздо меньшей степени зависит от давления, чем плотность газов.

В правой колонке твёрдых веществ собраны металлы (см. таблицу). Как видите, плотность металлов составляет несколько тысяч килограммов на кубический метр. Например, плотность свинца 11300 кг/м³. Это значение можно записать короче, если выразить в других единицах, например так: 11,3 г/см³. Поясним, как сделан этот «перевод» одних единиц в другие:

В нижней таблице приведены плотности газов и сжиженных газов. Обратите внимание, как значительно отличается плотность газа и получающейся из него жидкости: воздух, азот и кислород уплотняются приблизительно в 700 раз, водород и гелий – в 800 раз. Примечание: углекислый газ при охлаждении при атмосферном давлении из газообразного состояния превращается сразу в твёрдое, поэтому в таблице вы видите прочерк.

Преимущества латуни

Латунь отлично зарекомендовала себя как сплав эластичного типа с высокой стойкостью к коррозии. Детали, сделанные из этого материала, долговечны и надежны в применении.

Особенно ценится латунь среди производства холодильной продукции и пищевой промышленности, благодаря обеспечению бесперебойной и эффективной эксплуатации оборудования, сделанные с помощью этого материала, а также значительному снижению затрат в сравнении с применением меди. Также латунь часто используется в автомобильной, судостроительной и авиационной промышленности.

Если говорить про строительные работы, то, латунь широко применяется в производстве сантехнической продукции, в гравировочных работах, а также для отделки фасадов и обустройства внутренних помещений зданий.

Из основных преимуществ, стоит выделить также и такие:

Преимущества и недостатки белого золота

Как и любой другой сплав, белое золото имеет свои достоинства и недостатки.

Преимущества

• Оно не ржавеет, не потускнеет и не подвергается коррозии.
• По сравнению с розовым золотом, белое золото можно смешивать с более прочными металлами, что делает украшения более устойчивыми к царапинам и долговечными.
• Стоимость на 50% ниже, чем у платиновых украшений.
• Белое золото может иметь более замысловатый дизайн, чем платина.

Недостатки

• Родиевое покрытие со временем стирается, поэтому его необходимо заменять каждые несколько лет.
• Требуется чистка и полировка каждые несколько лет, чтобы сохранить гладкость и блеск. Однако это довольно простой и недорогой процесс.
• Белое золото, легированное никелем, может вызвать аллергическую реакцию у некоторых людей.

Показатели удельного веса других металлов

Удельный вес – показатель, являющийся неотъемлемой характеристикой и других металлов.

На удельный вес серебра влияет проба сплава. При добавлении в него других металлов (медь, никель) удельный вес и плотность теряются. Так, плотность меди составляет 8,93 г/см3, никеля – 8,91 г/см3. Все значения рассчитываются по формулам.

Серебро – такой же благородный металл, как и золото. Его удельный вес составляет 10,5 г/см3. Плавится оно при температуре 960 градусов. Основными физическими характеристиками серебра являются:

• устойчивость к коррозии;
• низкая сопротивляемость;
• повышенная светоотражаемость.

Несмотря на природную мягкость, серебро обладает высокой плотностью и удельным весом.

Титан – цветной металл бело-серебристого оттенка. Он обладает высокой прочностью, хоть и легкий на вес. Так, он в 12 раз прочнее алюминия и в 4 раза – меди и железа. По степени нахождения в земной коре титану отводится четвертое место среди остальных.

Низкий удельный вес титана – 4,505 г/см3 более соответствует щелочным металлам. На его поверхности образуется оксидная пленка, которая препятствует образованию коррозии.

Цинк – также цветной металл бело-синеватого оттенка. Обладает средней твердостью и начальной температурой плавления 419 градусов. Под воздействием температуры 913 градусов этот металл приобретает парообразное состояние. У цинка удельный вес составляет 7,13 г/см3.

Обычная температура делает цинк хрупким, но ее повышение до 100 градусов превращает металл в гибкий и пластичный. При взаимодействии с воздухом, на поверхности цинка образуется пленка из оксида.

Цвет свинца – грязно-серый, но это не влияет на природный блеск металла. Однако сияние довольно быстро прекращается за счет образования на поверхности свинца оксидной пленки. Свинцовый сплав обладает повышенным удельным весом – 11,337 г/см3. По этому показателю он превышает цинк, алюминий, железо и некоторые другие металлы. Несмотря на высокий показатель плотности, свинец – очень мягкий металл.

В таблице приведены значения удельного веса и температура плавления других металлов.

Читать также: Виды ключей для ремонта автомобиля

Чем золото отличается от платины?

Хотя внешне они очень похожи, платина и белое золото — это разные металлы. Они имеют свои собственные свойства и преимущества, которые делают их уникальными.

Платина — это драгоценный серебристо-белый металл, который не нужно легировать для придания цвета. Он встречается реже, чем золото, и является более прочным и плотным, чем белое золото.

В отличие от белого золота, платиновые украшения более чистые: они содержат 95-98% платины и 5-3% серебра и родия.

Поскольку золотые украшения содержат большее количество сплавов (что вроде как необходимо для дополнительной прочности и долговечности), они стоят дешевле платиновых.

Оба металла имеют одинаковую стоимость за унцию (около 1 900 долларов за унцию), но для изготовления ювелирных изделий требуется больше платины, поскольку она более плотная. Из-за более высокой температуры плавления платину труднее обрабатывать. Это некоторые причины, по которым кольца из платины стоят дороже, чем кольца из белого золота.

Другое основное различие заключается в том, что золото 22, 18 или 14 карат труднее поцарапать, чем платину. Кроме того, золотые украшения требуют меньше чистки и полировки. Это не относится к платиновым украшениям — стоимость их обслуживания довольно высока, поскольку их необходимо чистить и полировать через определенные промежутки времени, чтобы сохранить их гладкость и блестящий вид.

Платина (слева) и кольцо из белого золота справа.

Однако и белое золото, и платина имеют одинаковый белый цвет. Невооруженным глазом довольно трудно заметить разницу.

Быстрое сравнение

Плотность нержавеющих сталей

Плотность черных металлов