30 Вопрос. Физико-механические свойства золота

Золото - ярко-желтый блестящий металл. При нагревании слитка из чистого золота происходит процесс окисления и золото принимает красноватый оттенок - или, как раньше говорили, червонный. Издавна в России это было индикатором чистоты сплава (при нагрева­нии чистого по составу сплава происходило превращение ярко-желтого золота в червонное золото, добавка малейшего количества примесей приводила к потере эффекта).

Золото имеет гцк решетку и не претерпевает аллотропических превращений вплоть до температуры плавления (1063°С). Плотность золота равняется 19,32 г/см³. Теплопроводность золота (к) при 20°С составляет 420 Вт/(м-град) и мало меняется с повышением температуры. При низких температурах наблюдается максимум теплопроводности при 10 К. Тепло- и элек­тропроводность у золота ниже, чем у меди. Золото технической чистоты (табл. 13) в ото­жженном состоянии имеет невысокую прочность (Ов=120-130 МПа) и твердость (18,5 НВ).

Химический состав золота (ГОСТ 6835-2002)

Марка	Химический состав, % по массе
	Аи, не менее	Примеси, не более
		РЪ	Fe	Sb	Bi	Си	Ag
Зл 99,99	99,99	0,003	0,004	0,001	0,002	0,007	0,008
Зл 99,9	99,90	0,003	0,035	0,002	0,002	0,012	0,020

Золото имеет высокую отражательную способность, хорошо полируется и обладает вы­сокой пластичностью (относительное удлинение 8=30-50 %, сужение площади поперечного сечения V|/=90 %) - прокатывается в листы толщиной до 0,0001 мм. Один грамм Аи можно вытянуть в виде проволоки на длину в 3,5 км, расплющить до толщины 0,000127 мм.

31 Вопрос. Цветовая характеристика золотых сплавов

Цветовая диаграмма системы Au-Ag-Cu была разработана Й. Лейзером на основе визу­альной оценки образцов сплавов этой системы. В последние годы для объективной оценки цвета золотых сплавов применяют методы колориметрии по системе МКО (Международной комиссии по освещению).

Наиболее насыщенным цветом обладает золото. Насыщенность цвета золота при его ле­гировании быстро падает, особенно при введении меди. Меньше падение насыщенности цве­та при легировании серебром, что явно проявляется при сравнении сплавов 958-й пробы. От­мечается падение насыщенности цвета со снижением пробы сплавов золота, хотя двойные сплавы Au-Cu 750, 855, 375 и 333-й проб очень близки по цветности. Разница в цвете стано­вится заметной при легировании их серебром.

По цветовому тону все сплавы тройной системы Au-Ag-Cu располагаются в интервале от 589 нм (желто-оранжевый цветовой тон меди) до 570 нм (бинарные сплавы 750 и 583-й проб с серебром зеленовато-желтого тона). На сплавах 750-й пробы удается получить наибо­лее необычные тона зеленоватого оттенка. С уменьшением пробы резко снижается насыщен­ность в области двойных сплавов системы Au-Ag, что приводит к получению обесцвеченных сплавов при содержании свыше 60 % Ag.

Если для изготовления золотых сплавов различных проб берутся три основных металла (Аи, Ag, Си), цвет каждого сплава более или менее пропорционален содержанию этих метал­лов.

При добавлении Ag в Аи сплав имеет тенденцию к приобретению зеленоватых оттенков, не становясь светло-желтым. Однако эти оттенки трудно заметить, не произведя прямого сравнения с желтым или красным золотом. Измерение цвета, произведенное при помощи специальных инструментов, показывает, что легкий голубой оттенок присутствует в чистом Ag, и, возможно, это объясняет желто-зеленый оттенок золотого сплава.

Единственно известный пример изменения цвета металлического сплава, который невоз­можно предусмотреть, основываясь на базовой системе сплава, - добавление цинка или алю­миния в медь. Получаемые сплавы - желтые вместо ожидаемых розовых. В данном случае появляется характерный цвет латуни. Данный феномен окрашивания используется при со­ставлении сплавов золота 375-й пробы. При содержании 37,5 % Аи, придающего желтый цвет, сплавы 375-й пробы, которые содержат только Си и Ag, имеют бледно-желтый или желто-розовый цвет.

Однако если в сплаве присутствует цинк, возможность меди придавать сплаву розовую окраску уменьшается и в итоге получается более красивый желтый цвет. Так, стандартный сплав золота с пробой 9 карат (375-й пробы), известный на английском рынке как сплав DF, содержит 7,5 % цинка. В сплавах желтого золота с пробой 9 карат можно заменить все сере бро цинком, который придаст цвет, аналогичный DF, однако качество этих сплавов станет заметно ниже.

Голубое, черное и фиолетовое золото

Голубое, черное и фиолетовое золото создается или на основе интерметаллических со­единений или специальными покрытиями, придающими специфический цвет. Золото на основе интерметаллических соединений не является сплавом и представляет значительные сложности при обработке. Интерметаллические соединения золота с рубидием имеют темно-зеленый цвет, золота с индием - голубой, а золота с алюминием - пурпурно-фиолетовый. Все эти соединения, внешне металлические, имеют фиксированный состав и высокую хруп­кость.

Во многих старинных книгах голубое золото определяется как сплав железа и золота с пробой 18 карат (750-й пробы). В действительности это определение не является полным. Последние исследования показали, что этот сплав имеет выраженный белый цвет. В Фран­ции в XVIII в. железо использовалось для создания различных типов белого золота. Голубой оттенок этих сплавов может быть вызван образованием на поверхности сплава пленки окис­ла железа, который подобен голубому оттенку закаленного железа. Этот сплав может иметь те же характеристики, что и сталь, и может даже покрываться ржавчиной.

Корпус часов из голубого золота изготавливается по различным технологиям, например, можно покрыть золото голубым прозрачным лаком. Другой процесс, более технологичный, состоит в никелировании золотого корпуса и химической окраске никеля или во введение атомов кобальта в поверхностный слой золотого сплава, что также должно придавать голу­бой оттенок поверхности.

На сегодняшний день голубое золото остается мифом, и Британский пробирный комитет (British Assay Offices) не разрешает использование термина «голубое золото», так как никто еще не в состоянии произвести золотой сплав, который действительно был бы голубым.

Золото голубого цвета, созданное на основе интерметаллических соединений Auln₂, име­ет ярко-синий цвет, а на основе AuGa₂ - бледно-синий.

Фиолетовое, или аметистовое золото получают при сплавлении 75 % Аи и 25 % А1. Получаемый продукт имеет очень красивый фиолетовый цвет и также не является сплавом и не имеет многих свойств, присущих металлам. Это золото быстро окисляется, с трудом об­рабатывается, очень хрупко, и хотя имеет стандартную пробу 18 карат, вследствие разности атомных масс золота и алюминия атомы алюминия присутствуют в нем в двойном количе­стве по отношению к золоту.

Различные типы черного золота имеют черную пленку, состоящую в основном из окис­лов меди и никеля, или, в некоторых случаях, нанесенное на поверхность металла гальвани­ческое покрытие из мельчайших частиц золота. Эти частицы меньше длины волны света и не могут отражать его, и поэтому поверхность кажется черной. Пленка очень непрочна и может использоваться только там, где она защищена от любого касания. Если соблюдаются соот­ветствующие условия, можно получить черную бархатную поверхность, удивительно контрастирующую с полированным золотом.