Серебро 925 и 960 проб . Его применение

Министерство  Образования и Науки РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Новосибирский  Государственный Технический Университет»

РГР на тему:

                     «Серебро 925 и 960 проб . Его применение».

Факультет: МТ                                                       Преподаватель:

Группа:

Студент:

                                                Новосибирск 2012

Содержание:

1. Серебро, драгоценный металл.
2. Применение серебра и его сплавов.
3. Двухкомпонентные сплавы серебра.
4. Пробы серебра.
5. Серебряный  сплав СрМ 925 и его применение.
6. Серебряный сплав СрМ 960 и его применение.

Список литературы.

1. Серебро, драгоценный металл

Достаточно очевидно, что рус. серебро, польск. srebro, болг. сребро,ст. слав. сьребро восходят к праславянскому *sьrebro, которое имеет соответствия в балтийских (лит. sidabras, др.-прусск. sirablan) игерманских (готск. silubr, нем. Silber, англ. silver) языках. Дальнейшая этимология за пределами германо-балто-славянского круга языков неясна, предполагают либо сближение с анатолийским subau-ro«блестящий», либо раннее заимствование из языков Ближнего Востока: ср. аккад. sarpu «очищенное серебро», от аккад. sarapu«очищать, выплавлять», или из доиндоевропейских языков древней Европы: ср. баск. zilar.

По-гречески серебро — «ἄργυρος», «árgyros», от индоевропейского корня «*Hzerǵó-, *Hzerǵí-», означающего «белый», «блистающий». Отсюда происходит и его латинское название — «argentum». [2]

Серебро – драгоценный  металл белого блестящего цвета. Его  плотность 10,53; температура плавления 960,5 градусов Цельсия; температура кипения 1955 градусов Цельсия; имеет наивысшую отражательную способность из всех металлов – оно отражает 94% световых лучей. Серебро – самый тепло- и электропроводный металл, обладающий высокими пластичностью и ковкостью. Оно легко прокатывается в тончайшие листы до 0,00025 мм и вытягивается в очень тонкую проволоку; хорошо режется и полируется. Серебро тверже золота, но мягче меди. Вследствие мягкости чистое серебро употребляется в виде сплава с медью, а в древности также в виде природного сплава с золотом – так называемого «Электрума».

Серебро не окисляется на воздухе  ни при обыкновенной температуре, ни при нагреве. Часто наблюдаемое  потемнение серебряных изделий объясняется  образованием черного сернистого серебра  под воздействием серы или сероводорода, которые всегда присутствуют в воздухе (особенно в городе). Кипящие едкие щелочи на серебро не действуют. Серебро растворяется в азотной и горячей серной кислотах.

Серебро очень широко использовано в художественных изделиях из металла. Оно известно с глубокой древности (но все же оно «моложе» золота). Все великие очаги культуры имеют памятники, сделанные из серебра. Примером может служить крылатый серебряный козел (ручка вазы), отлитый в Иране в V-IV вв. до н.э. (рис.1).

 Алхимики называли  серебро Дианой или Луной. Оно довольно распространено в природе – встречается в самородном состоянии и в виде руды.

В художественной промышленности серебро используется для производства ювелирных изделий, дорой художественной посуды, столовых приборов, сувениров, подарочных и других предметов, выполняемых чеканкой, гравировкой или украшенных чернью. Кроме того, чистое серебро в виде тончайшей проволоки служит материалом для филигранного

 Рис. 1.Ручка  вазы.       производства  и насечки по стали. Чистое  серебро 

является также  материалом для дорогих художественных эмалевых изделий, а также оно  идет на аноды при серебрении и  гальванопластическом наращивании  серебряных копий.

Наконец, серебро служит главным компонентом в серебряных твердых ювелирных припоях, которыми спаиваются не только серебряные, но и медные и латунные изделия. Эти припои отличаются наиболее высокими качествами. Кроме того, серебро в качестве лигатуры используется при составлении золотых, платиновых и палладиевых сплавов и делает их более светлыми, а золотым сплавам придает зеленоватый оттенок. [1]

2. Применение серебра и его сплавов.

Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных условиях, применяется для контактов электротехнических изделий, например, контакты реле, ламели, а также многослойных керамических конденсаторов.

В составе припоев: медно-серебряные припои ПСр-72, ПСр-45 и другие, используется для пайки разнообразных ответственных соединений, в том числе, разнородных металлов, припои с высоким содержанием серебра используются в ювелирных изделиях, а со средним — в разнообразной технике, от сильноточных выключателей до жидкостных ракетных двигателей, иногда также, добавляя его к свинцу в количестве 3 % (ПСр-3), им заменяют оловянный припой.

В составе сплавов: для изготовления катодов гальванических элементов (батареек).

Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле (обычно в сплаве с медью, иногда с никелем и другими металлами).

Используется при чеканке  монет, наград — орденов и медалей.

Галогениды  серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.

Йодистое серебро  применяется для управления климатом («разгон облаков»)

Из-за высочайшей электропроводности и стойкости к окислению применяется:

1. в электротехнике и электронике как покрытие ответственных контактов и проводников в высокочастотных цепях;
2. в СВЧ технике как покрытие внутренней поверхности волноводов.

Используется  как покрытие для зеркал с высокой  отражающей способностью (в обычных  зеркалах используется алюминий).

Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например при производстве формальдегида из метанола.

Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Ограничено применяется в виде солей (нитрат серебра) и коллоидных растворов (протаргол и колларгол) как вяжущее средство. В прошлом применение препаратов серебра было значительно шире. [5]

Области применения серебра  постоянно расширяются и его  применение — это не только сплавы, но и химические соединения. Определённое количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоёмкостью и способных при малом внутреннем сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.

Серебро используется в качестве добавки (0,1—0,4 %) к свинцу для отливки токоотводов положительных пластин специальных свинцовых аккумуляторов (очень большой срок службы (до 10—12 лет) и малое внутреннее сопротивление).

Хлорид серебра используется в  хлор-серебряно-цинковых батареях, а  также для покрытий некоторых радарных поверхностей. Кроме того, хлорид серебра, прозрачный в инфракрасной области спектра, используется в инфракрасной оптике.

Монокристаллы фторида серебра  используются для генерации лазерного  излучения с длиной волны 0,193 мкм (ультрафиолетовое излучение).

Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.

Ацетиленид серебра (карбид) изредка  применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).

Фосфат серебра используется для  варки специального стекла, используемого для дозиметрии излучений. Примерный состав такого стекла: фосфат алюминия — 42 %, фосфат бария — 25 %, фосфат калия — 25 %, фосфат серебра — 8 %.

Перманганат серебра, кристаллический  тёмно-фиолетовый порошок, растворимый  в воде; используется в противогазах. В некоторых специальных случаях серебро так же используется в сухих гальванических элементах следующих систем: хлор-серебряный элемент, бром-серебряный элемент, йод-серебряный элемент.

Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174. [4]

В медицине

Коллоидное серебро

Начиная с 1990 г., в нетрадиционной медицине наблюдается возрождение использования коллоидного серебра в качестве средства для лечения многочисленных болезней. В лабораторных условиях исследования дают весьма противоречивые результаты; результаты одних исследований показывают, что его антимикробное воздействие весьма незначительно, в то время как другие показали, что раствор 5-30 ppm является эффективным против стафилококка и кишечной палочки. Данное противоречие связано с размерами коллоидных частиц серебра — чем меньше их размер, тем более выражен антимикробный эффект. Следует отметить, что раствор 5-30 ppm (5-30 мг/л) уже опасен для человека.

Cеребро — это тяжёлый металл, содержание которого в питьевой воде регламентировано СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая» — серебру присвоен класс опасности 2, «высокоопасное вещество». Госсанэпидемнадзор официально утвердил гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде, в этих нормативах содержание серебра в питьевой воде ограничено концентрацией 0,05 мг/л.

В США и Австралии  препараты на основе коллоидного  серебра не признаны лекарствами  и предлагаются в продовольственных магазинах. Также в изобилии их можно встретить в Интернет-магазинах по всему миру в качестве БАД (биологически активных добавок), более простое название — пищевые добавки. Законом США и Австралии было запрещено маркетологам приписывать медицинскую эффективность коллоидному серебру. Но некоторые сайты, в том числе на их территории, по-прежнему указывают на благотворное воздействие препарата при профилактике простуды и гриппа, а также на лечебное воздействие при более серьёзных заболеваниях, таких как диабет, рак, синдром хронической усталости, ВИЧ/СПИД, туберкулез, и другие заболевания. Нет никаких медицинских исследований, свидетельствующих о том, что коллоидное серебро эффективно для какого-либо из этих заявленных симптомов.

До эпохи доказательной медицины растворы солей серебра широко применяли в качестве антисептических и вяжущих средств. На этом свойстве серебра основано действие таких лекарственных препаратов, как протаргол, колларгол и др., представляющих собой коллоидные формы серебра. В настоящее время препараты серебра применяются всё реже в связи с низкой эффективностью.

Физиологическое действие

Следы серебра (порядка 0,02 мг/кг веса) содержатся в организмах всех млекопитающих. Но его биологическая роль недостаточно изучена. У человека повышенным содержанием серебра (0,03 мг на 1000 г свежей ткани, или 0,002 вес. % в золе) характеризуется головной мозг. Интересно, что в изолированных ядрах его нервных клеток — нейронах — серебра гораздо больше (0,08 вес.% в золе).

С пищевым рационом человек  получает в среднем около 0,1 мг Ag в сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). Выводится серебро из организма главным образом с калом.

Ионы серебра обладают бактериостатическими свойствами. Однако, для достижения бактериостатического эффекта концентрацию ионов серебра в воде необходимо повысить настолько, что она становится непригодной для питья. Бактериостатические свойства серебра известны с древности. 2500 лет назад персидский царь Кир в своих военных походах использовал серебряные сосуды для хранения воды. Покрытие поверхностных ран серебряными пластинами практиковалось ещё в древнем Египте. Очистку больших количеств воды, основанную на бактерицидном действии серебра, особенно удобно производить электрохимическим путём.

В начале 1970-х нижний предел бактериостатического действия серебра  оценивался содержанием его в  воде порядка 1 мкг/л. По данным 2009 года — нижний предел действия находится на уровне 50-300 мкг/л, что уже опасно для человека.

Как и все тяжёлые  металлы, серебро при избыточном поступлении в организм токсично.

По санитарным нормам США содержание серебра в питьевой воде не должно превышать 0,05 мг/л.

При длительном поступлении  в организм избыточных доз серебра  развивается аллергия, внешне выражающаяся серой окраской слизистых оболочек и кожи, причем преимущественно на освещённых участках тела, что обусловлено отложением частичек восстановленного серебра. Какие-либо расстройства самочувствия заболевших аллергией наблюдаются далеко не всегда. Вместе с тем отмечалось, что они не подвержены инфекционным заболеваниям.

Согласно действующим  российским санитарным нормам серебро  относится к высокоопасным веществам (класс опасности 2 по санитарно-токсикологическому признаку вредности), и предельно допустимая концентрация серебра в питьевой воде составляет 0,050 мг/л. [2] 

3. Двухкомпонентные сплавы серебра.

В ювелирной  промышленности в основном используются сплавы на основе серебра, которые относятся  к двухкомпонентной системе Ag – Cu. Диаграмма растворимости относится к эвтектическим диаграмма с неограниченной растворимостью в твердом состоянии (рис.2).

                 Рис.2. Диаграмма состояния системы  серебро - медь

Максимальная растворимость Cu в Ag составляет 8,8%. Максимальная растворимость Ag в Cu составляет 8%, при этом образуется бета – твердый раствор на основе меди.

При понижении  температуры растворимость меди в альфа – твердом растворе на основе серебра в бета – твердом  растворе на основе меди уменьшается. Это делает сплавы  восприимчивыми к упрочняющей термической обработке (закалке и старению).

Сплавы, расположенные  левее эвтектической точки (71,9% Ag), называются доэвтектическими, правее – эвтектическими.

Эвтектическая смесь (71,9% Ag; 28,1% Cu) состоит из смеси альфа – и бета – кристаллов твердых растворов.

В ювелирном  деле, как правило, используют сплавы, содержащие более 71,9% Ag (доэвтектические).

Сплавы, содержащие более 91,2% Ag, не имеют в своей структуре эвтектической структурной составляющей. В этих сплавах в результате первичной кристаллизации образуется альфа – твердый раствор. При дальнейшем охлаждении растворимость меди в кристалла альфа – твердого раствора снижается.

В структуре  сплава, содержащего 95% Ag, при температуре  ниже 700 градусов Цельсия медь выделяется из альфа - твердого раствора по границам зерен в виде кристаллов бета – твердого раствора.

На практике этот процесс (вторичной кристаллизации) выделения кристаллов подавляется  резким охлаждением и структура  сплава представляет собой a – твердый раствор.

Если после  литья или отжига сплав должен оставаться мягким, то его необходимо подвергнуть закалке. Повысить твердость  готового изделия можно в результате выдержки при умеренных температурах. При пайке в сплавах, имеющих  в своем составе эвтектическую структурную составляющую, при 797 градусах Цельсия и выше начинается процесс оплавления границ (сплав «потеет» или «морщится»).

В результате неравновестной кристаллизации, к примеру, сплав, содержащий 92,5% Ag, затвердевает как эвтектический сплав при температуре 779 градусов Цельсия, а значит, при пайке он будет точно так же подвержен опасности подплавления, как и другие сплавы эвтектического состава. И лишь при содержании более 95% Ag температура солидуса сплавов будет выше 800*С.

Следовательно, рабочая температура припоев  для всех применяемых сплавов  серебра не должна превышать 740*С, независимо от того, будет подвергаться пайке  сплав, содержащий 50 или 92,5% Ag.

Применение  более тугоплавких припоев возможно только для сплавов с содержанием серебра свыше 95%.

Используя особенности  областей плавления системы серебро  – медь, пайку сплавов с высоким  содержанием серебра (свыше 97%) можно  производить эвтектическим сплавом. В этом случае разница между интервалом их плавления (940 – 900*С) и температурой плавления эвтектического сплава (779*С) достаточно велика.

За счет добавки  меди твердость и прочность серебра  значительно увеличиваются, а их максимальные значения соответствуют  области эвтектического сплава, содержащего 71,9% Ag. Применяемые сплавы в 2 раза тверже, чем чистое серебро, хорошо поддаются обработке давлением и обладают достаточной прочностью в процессе эксплуатации.

4. Пробы серебра

Для изготовления ювелирных изделий используется как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной. Наиболее широкое применение в ювелирной промышленности находят сплавы серебра с медью, реже более дорогие серебряно-платиновые сплавы.

Со временем сформировался ряд серебряных сплавов, которые применяются в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.

Согласно «Положению о пробах и клеймении изделий из драгоценных металлов в Российской Федерации» на территории России установлены следующие сплавы серебра - 800, 830, 875, 925, 950-й проб (для ювелирных и бытовых изделий).

В зарубежных странах применяют серебряные сплавы, содержащие 97 (Ag 970), 95 (Ag 950) % серебра, и другие.

Согласно стандарту, распространяющемуся на сплавы, предназначенные для электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, струн музыкальных инструментов, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются легирующие элементы (лигатуры) (Пт - платина, Пд- палладий, М- медь).

Цифры после буквенного обозначения сплава указывают массовую долю серебра, выраженную в промилле (десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср 999, СрМ 950, СрМ925, СрМ 916 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах (в этом случае цифра отделяется от буквенного обозначения не пробелом, а дефисом, например: СрПл-12 (12 % Pt, 88 % Ag), СрПд-40 (40 % Pt, 60 % Ag), СрПдМ-30-20 (30 % Pt, 20 % Си, 50 % Ag).

В соответствии с ГОСТ 6836-2002. «Серебро и сплавы на его основе» наименование марок сплавов состоит из букв, обозначающих компоненты сплава, и следующих за ними цифр, указывающих номинальное содержание компонента (компонентов) благородных металлов в сплаве (в процентах).

Механические свойства серебряно-медных сплавов существенно зависят от содержания в них меди.

Так, увеличение концентрации меди с 5 % (СрМ 950) до 20 % (СрМ 800) приводит к повышению прочности на 30 %, а твердости - на 60 % при одновременном снижении эластичности.

5. Серебряный сплав СрМ 925 пробы и его применение

СрМ 925 иначе еще называется «стерлинговое» или «стандартное» серебро. Из-за высокого содержания серебра в сплаве и высоких механических свойств этот сплав нашел широкое распространение во многих странах.

Цвет сплава такой же, как и у сплава серебра 950-й пробы, однако механические свойства выше.

Сплав пригоден для эмалирования и чернения. Наиболее широко сплав используется для изготовления ювелирных изделий и столовых принадлежностей. Сплав СрМ 925 является старейшим ювелирным сплавом, широко используемым также в монетном и медальном производстве.

Литая структура этого сплава состоит из первичных кристаллов «-твердого раствора на основе серебра, из вторичных P-кристаллов (твердого раствора на основе меди), выделяющихся из «-твердого раствора в процессе вторичной кристаллизации, и двойной эвтектики.

Обработка давлением и отжиг изменяют литую структуру сплава. Обработанный давлением сплав СрМ 925 состоит из серебряной матрицы (кристаллов «-твердого раствора), в которой растворено небольшое количество меди, и частиц твердого раствора на основе меди, содержащих в растворе небольшое количество серебра.

6. Серебряный сплав СрМ 960 пробы и его применение

Сплав СрМ 960 используют для эмалирования и чернения. Сплав СрМ 960 используется также для изготовления струн музыкальных инструментов.

Цвет этого сплава соответствует цвету чистого серебра.

Сплав очень хорошо поддается обработке давлением. Его применяют также при глубокой вытяжке, чеканке, для изготовления очень тонкой проволоки.

Интервал кристаллизации этого сплава достаточно узок - температуры ликвидуса и солидуса этого сплава соответственно равны 910 и 870'С. После кристаллизации структура этого сплава - твердый раствор меди в серебре. Ниже 600'С из-за понижения растворимости из «-твердого раствора выделяется р-фаза.

К недостаткам сплава серебра 960-й пробы относятся невысокие механические свойства. Изделия, изготовленные из этого сплава, при эксплуатации деформируются. Увеличить прочность сплава от 500 до 1000 МПа можно старением, но это приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса обработки сплава. [3]

Список  используемой литературы:

1. Флеров А. В.  Материаловедение и технология художественной обработки металлов: Учебник. — М.: Высш. школа, 1981.

2. http://ru.wikipedia.org

3. Мутылина. И.II. Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы: учеб. пособие / И.И. Мутылина. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2005.

4. Малышев В. М., Румянцев Д. В.  Серебро. Металлургия, 1987 г.

5. Денисов В.М., Истомин С.А., Белоусова Н.В., Денисова Л.Т., Пастухов Э.А. Серебро и его сплавы. Екатеринбург, 2011 г.