首飾生產(chǎn)常見(jiàn)金屬材料及其特性-鉑族金屬

1、首飾生產(chǎn)常見(jiàn)金屬材料及其特性l貴金屬材料：l其他金屬材料： 黃金及其金合金 白銀及其銀合金 鉑族金屬及其合金銅及其合金材料鈦合金材料其它工藝材料稀金首飾材料亞金首飾材料鍺金首飾材料首飾生產(chǎn)常見(jiàn)金屬材料首飾生產(chǎn)常見(jiàn)金屬材料課程重點(diǎn)：l簡(jiǎn)述鉑族金屬的概念。其中哪些金屬常用于首飾材料？l“白金”和鉑金的區(qū)別是什么？l鉑族金屬有哪些主要用途？l鉑金首飾主要包含哪幾類(lèi)？各有什么特性？鉑金首飾的純度一般是如何表示的？l為什么鉑金及其合金能被廣泛應(yīng)用于首飾業(yè)，并成為后來(lái)居上的“白雪公主”？鉑族金屬l鉑族金屬的資源分布極不均勻，主要集中在南非、俄羅斯、美國(guó)、加拿大和中國(guó)。其余少量分布在哥倫比亞、澳大利亞、巴西

2、、智利、日本和新西蘭等地。l南非的鉑金產(chǎn)量約占全球80%以上，其余大部分鉑金為俄羅斯所產(chǎn)。世界上僅南非和俄羅斯等少數(shù)地方產(chǎn)鉑金，每年產(chǎn)量?jī)H為黃金的5%。數(shù)十噸的礦石，150多道工序，耗時(shí)數(shù)月，所托練出來(lái)的鉑金僅能制造一枚數(shù)克的簡(jiǎn)單戒指；大約10噸的鉑金礦石才能提煉出1盎司的純鉑金；l鉑族元素的礦產(chǎn)資源鉑族元素的礦產(chǎn)資源 在基性巖中，鉑族金屬的形態(tài)可以是天然合金，也可以是單獨(dú)的鉑礦物，還可以是固體形式出現(xiàn)在硫化物、鎂橄欖石和尖晶石之中。 鉑族金屬在鈦磁鐵礦床、銅礦床、金礦床、錫礦床、鈾礦床中也有發(fā)現(xiàn)。在自然界中的有色金屬硫化物，如黃銅礦、鎳黃鐵礦、輝砷鎳礦、斑銅礦等，都是鉑族金屬的載體礦物，特別

3、是銅鎳硫化物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上97%的鉑族金屬與這種礦物有關(guān)。l鉑族金屬的概念鉑族金屬的概念 鉑族金屬包括鉑、銥、鈀、釕、銠和鋨這6種金屬元素，常用于首飾的只有鉑、銠、鈀和少量的銥； 由于鉑金為銀白色且中文“鉑”又是“金”和“白”的組合，因此有人將鉑金也稱(chēng)為白金，在冶金材料中，白金是指具有白色的貴金屬，因此“白金”不是鉑金一種貴金屬，在首飾行業(yè)中所應(yīng)用的“白金”有廣泛的概念，應(yīng)包含如下金屬： 1）鉑族金屬元素，含鈀、銠、銥、鉑等，其中，鉑又可以分為純鉑合金、銥鉑合金、鈀鉑合金等； 2）為仿制鉑金而制造的K白金，有金銀系列K白金和金鈀系列K白金等； 3）新近開(kāi)發(fā)的鍺金屬； l鉑金首飾的種類(lèi)鉑金首飾

4、的種類(lèi) 鉑金首飾包括純鉑金首飾、銥鉑金首飾和鈀鉑金首飾等； 1 1）純鉑金）純鉑金 純鉑金首飾是成色最高的鉑金，又稱(chēng)高成色鉑金，理論值應(yīng)該達(dá)到1000，但實(shí)際上的純鉑金成色約為99%左右。純鉑金質(zhì)地比較柔軟，顏色為灰白色，制作鉑金首飾時(shí)，會(huì)因?yàn)椴牧蠌?qiáng)度受到某些限制，一般都不適用制成鑲嵌寶石的款式，而是制成素鉑金首飾；2 2）銥）銥- -鉑合金鉑合金 通常為提高鉑金的硬度和韌性而在純鉑金中摻加鉑族金屬元素銥，這樣一起熔煉成的合金就是銥-鉑合金。銥-鉑合金顏色亦為銀白色，金屬光澤，硬度較高，相對(duì)密度亦大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是極好的貴金屬材料；3 3）鈀）鈀- -鉑合金鉑合金 鈀-鉑合金即鈀金和鉑金的合

5、金，這種合金主要由意大利和日本生產(chǎn)。目前日本市場(chǎng)上所謂的白金首飾主要就是這種鈀-鉑合金。通常這種鈀-鉑合金的含鉑量都在75%以上；l鉑金首飾的純度標(biāo)志鉑金首飾的純度標(biāo)志 在國(guó)外，鉑金首飾一般都刻有Pt或者Platinum或者Plat字樣和表示純度的千分?jǐn)?shù)，如標(biāo)有Pt900，表示純度為900的鉑金；而足鉑金的成色為990，標(biāo)記為Pt990；市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的有Pt950，其含鉑金成色為950。 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，如英法美德國(guó)家都規(guī)定，鉑金飾品的純度應(yīng)該達(dá)到950以上，否則不能被打上Pt的標(biāo)?。?日本則用其國(guó)旗和鉑金含量的千分?jǐn)?shù)以及Pt來(lái)對(duì)鉑金飾品做品質(zhì)保證，有時(shí)還用JIS和JAS對(duì)此做進(jìn)一步的證明。日

6、本造幣局規(guī)定，對(duì)于鉑金有4種不同純度規(guī)格：1000,950,900和850. 中國(guó)結(jié)合國(guó)際通行規(guī)則并結(jié)合國(guó)情，規(guī)定鉑金飾品必須刻有鉑的千分?jǐn)?shù)和Pt或鉑的字樣，如900Pt，900鉑等，都表示鉑金的成色為900以上；l鉑族金屬的用途鉑族金屬的用途 鉑族金屬可被制作成首飾，手表；由于其抗氧化力強(qiáng)、熔點(diǎn)高、因此還可被用作宇航服；鉑金作為催化劑，被廣泛用于汽車(chē)尾氣凈化裝置，為環(huán)保起到重要作用。二戰(zhàn)時(shí)期，鉑金具有很重要的軍事用途，因?yàn)樗且环N很好的催化劑，美國(guó)政府曾經(jīng)一度禁止鉑金的非軍事用途。任何人的皮膚都不會(huì)對(duì)鉑金產(chǎn)生過(guò)敏現(xiàn)象，鉑金可以做成電子脈沖調(diào)節(jié)器，直接插入人體心臟，救治心律不齊患者； 銠對(duì)可見(jiàn)

7、光譜具有很強(qiáng)而又均勻的反射能力，在金屬中僅次于銀，由于銀在空氣中會(huì)硫化產(chǎn)生硫化物而變暗，銠卻能持久的保持其較大的反射率，因此，銠常用于首飾的電鍍材料，可保證首飾的光亮如新；l鉑族金屬的物理性質(zhì)鉑族金屬的物理性質(zhì) 鉑族金屬中釕和鋨過(guò)于稀少和分散，在首飾中常用的金屬通常只有鈀、銠、銥、鉑等4種貴金屬。這四種金屬顏色和條痕均為銀白至鋼灰色，金屬光澤，無(wú)解理，鋸齒狀斷口，具有良好的延展性，為電和熱的良好導(dǎo)體。鉑族元素共同點(diǎn)是高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、低蒸汽壓和抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)良性能。但不同的鉑族金屬的性能存在較大差異。l首飾常用的鉑族材料特性首飾常用的鉑族材料特性 鉑族金屬在空氣中加熱時(shí)，表面會(huì)形成氧化膜，鈀

8、在350-790時(shí)，銥和銠在600-1000時(shí)，表面即形成氧化膜。當(dāng)首飾表面形成氧化膜時(shí)，將影響首飾的表面質(zhì)量，進(jìn)一步升高溫度時(shí)氧化膜分解還原成原來(lái)的金屬，這時(shí)，首飾表面又將恢復(fù)金屬光澤，鉑族金屬首飾表面常電鍍銠；1)鉑（鉑（Pt）：）： 由自然鉑和粗鉑礦等提煉而成，鉑的摩氏硬度為4-4.5，金屬鉑極具延展性，是鉑族元素中最好的，可拉成0.001mm的細(xì)絲，可軋成厚度僅為0.001mm的鉑箔。純鉑的強(qiáng)度較低，為提高其強(qiáng)度，鉑中常加入銠、銥等元素。 鉑的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，不溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿，也不溶于常溫下的王水，在空氣中也不氧化。 鉑金呈淺灰白色，與純銀相比，鉑金的顏色灰的深一些，與鎳比較，鉑金的顏

9、色就灰的淺一些，所以，鉑金的顏色介于純銀和金屬鎳之間。但其鮮明程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)純銀和鎳。 鉑金的理論密度為21.4g/cm3，為首飾貴金屬之冠，鉑金的密度隨溫度略有變化。鉑金錠中由于含有一定的氣體時(shí)，其密度略有下降，經(jīng)碾壓后密度略有上升。 鉑金的熔點(diǎn)比黃金高出700，為1763，是首飾材料中最難熔化的金屬； 由此可見(jiàn)，鉑在密度、硬度、熔點(diǎn)等方面都比金高?？梢赃@么說(shuō)，凡是黃金所具有的特殊性，鉑金都具備，而鉑金在延展性、抗腐蝕性、耐高溫、耐摩擦和導(dǎo)熱、導(dǎo)電等性能方面，又都超過(guò)了金，這就是為什么莊重典雅的鉑金及其合金能夠被廣泛的應(yīng)用于首飾業(yè)，并成為后來(lái)居上的“白雪公主”的原因所在。l鉑金的熔煉鉑金的熔煉

10、： 在鉑族元素中，鉑和氧的親和力最小，在高溫下碳能溶于鉑；低溫時(shí)，碳又從鉑金中析出，使鉑變脆。所以鉑不能在熔融狀態(tài)下和碳接觸，也不能在還原性氣氛下加熱。鉑分別與磷、硫、硅等元素形成低熔點(diǎn)共晶，造成加工困難，極易報(bào)廢；在高溫、高真空下，鉑若與氧化鋁、氧化硅等耐火材料接觸，鉑能使氧化物還原，并且被鋁、硅等污染； 鉬、鎳等合金元素對(duì)鉑的力學(xué)性能影響較大，在飾品制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中，鉑與銥、銠、鈀、銅、鎳等所組成的鉑合金更受人們重視。 通常情況下，鉑金的熔煉是在大氣中進(jìn)行，添加進(jìn)鉑金中的一些元素容易在高溫下?lián)]發(fā)，引起成分配比不準(zhǔn)確，讓材料的性能發(fā)生改變。因此，最好采用高頻或中頻加熱，在真空爐或保護(hù)性氣氛

11、下進(jìn)行熔煉。坩堝的材料用的最多的是氧化鎂坩堝或者氧化鋯坩堝。首飾澆注常用石膏模具。2）鈀（鈀（Pd）：）： 由自然鈀礦物熔煉而成，銀白色，摩氏硬度4-4.5，相對(duì)密度11.4g/cm3，熔點(diǎn)1555，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，產(chǎn)量比鉑金大，用途十分廣泛。鈀在汽車(chē)尾氣凈化中具有十分重要的用途。在首飾中，鈀主要和鉑或者黃金一起煉制Pt-Pd合金或者白色K金材料；常用的合金元素有銥、銅、銀、鎳、鉬等。除銀外，所有合金的加入都能提高鈀合金的耐腐蝕性； 鈀具有強(qiáng)力吸收氫氣的特性，給熔煉加工帶來(lái)一定的困難，鈀及合金的熔煉常使用高頻或中頻爐加熱，在熔煉時(shí)，往往采用真空爐或者惰性氣體保護(hù)。常用坩堝為氧化鋁、氧化鋯等材料制

12、品； 3）銠（銠（Rh）：）：由自然銠礦物熔煉而成，銀白色，摩氏硬度4-4.5，相對(duì)密度12.4g/cm3，熔點(diǎn)1955，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。由于銠的耐腐蝕性和抗磨能力較強(qiáng)，銠對(duì)光的反射能力與銀相當(dāng)，因此，銠被廣泛用于表面電鍍材料，如用于白銀首飾或鉑鈀合金首飾的表面電鍍等；4）銥（銥（Ir）：）：由自然銥和鋨銥礦物提煉而成，顏色銀白，摩氏硬度高達(dá)7，相對(duì)密度22.4g/cm3，性脆不易加工，只能在高溫下軋成箔片或者拉成細(xì)絲，熔點(diǎn)高達(dá)2454，化學(xué)性能穩(wěn)定。主要用于制造科學(xué)儀器，熱電偶、熱電阻等。高硬度的鐵-銥和銥-鉑合金常用來(lái)制造筆尖，也可用于制造首飾；實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)課程22單套側(cè)身鏈補(bǔ)充內(nèi)容單套側(cè)身鏈補(bǔ)充內(nèi)容l制作S形扣環(huán)(見(jiàn)課本第93頁(yè)) 對(duì)于項(xiàng)鏈或者手鏈，S形環(huán)是一種簡(jiǎn)單而有效的搭扣。用經(jīng)過(guò)退火且