Металлы драгоценные

Портрет платины в деталях

XX в. изменил и уточнил многое. Для раскрытия тайн природы, познания свойств металлов большое значение имели усовершенствования традиционных способов химического и физического анализа и создание множества новых. Спектральный, спектрохимический и особенно микрорентгеноспектральный анализы позволили определять химический состав мельчайших (доли кубического микрометра) зерен минералов непосредственно в руде.

Применение микрорентгеноспектрального анализа привело за последние два десятилетия к открытию примерно вдвое большего числа минералов, чем за всю предшествующую 150-летнюю историю их изучения. Если к 1950 г. было известно 30 минералов, содержащих МПГ, то теперь их насчитывают свыше 90.

Число известных минералов, в которых платина является главным компонентом, за этот период удвоилось – с 11 до 22, а рекорд принадлежит палладию: до 1951 г. было известно всего 6 его минералов, теперь их 30.

Почти все открытые за последний период минералы представляют собой соединения платиновых металлов с мышьяком, висмутом, теллуром, сурьмой, свинцом, оловом. При сложном составе, характерном для новых минералов, сохранить традицию – давать им названия по главным элементам – оказалось затруднительно, и распространение получили имена, имеющие географическую или мемориальную основу. Например, мончеит (Pt, Pd), (Те, Bi)2 назван по месту находки в Мончетундре, а звягинцевит (Pd, Pt)3 – (Pb, Sn), высоцкит (Pd, Ni)5S, котульскит Pd(Te, Bi)1-2 – в честь исследователей O.E. Звягинцева. H.K. Высоцкого и B.C. Котульского.

Наука XX в. существенно дополнила знания людей о свойствах платины и ее соединений.

Сама платина – серовато-белый блестящий металл, тяжелый и тугоплавкий, что было ясно практически сразу, как только люди его нашли и попытались использовать. Позднее выяснилось, что она обладает высокой электропроводностью. Атомная масса 195,23.

В чистом виде она мягка и поэтому непригодна для непосредственного использования. Для увеличения твердости и прочности ее нередко сплавляют с родием или иридием.

Сера и фосфор, присутствующие в небольшом количестве в платине, неблагоприятно действуют на ее обрабатываемость. Фосфор в количестве 0,001 % делает платину горячеломкой.

Коэффициент линейного расширения платины близок к этому показателю стекла, поэтому ее удобно впаивать в стеклянные приборы.

Мягкая платина обладает крепостью 20 кгс/мм2 и удлинением 45 %; при холодной деформации удлинение с 50 % уменьшается до 3 %, а крепость возрастает до 37 кгс/мм2. Она раскатывается в фольгу толщиной до 0,0025 мм, в проволоку-до диаметра 0,015 мм. Из тонкой платиновой проволоки ткут сетку на металлоткацком станке. При толщине проволоки 0,1 мм и наличии 500 отверстий на 1 см2 масса 1 см2 сетки равна около 1,6 п Можно изготовлять и более тонкую проволоку, покрывая ее серебром, которое после деформации удаляют протравливанием в азотной кислоте.

Прокатку платины в пластины и протяжку проволоки производят в холодном состоянии.

Сопротивление вытянутой на 95 % платины и упругость прокатанных пластин восстанавливаются при температуре 150–400 °C. Твердость платины снижается при 800 °C. Число перегибов платиновой проволоки увеличивается в диапазоне температур от 400 до 700 °C.

В горячем состоянии платина сваривается; этим часто пользуются при ремонте платиновых изделий (накладывают заплату и затем наносят легкий удар).

Припаивают платину припоями – сплавами платины с золотом. Чем меньше золота в припое, тем выше температура плавления и тем труднее пайка. В отдельных случаях пайку заменяют свариванием.

Плавят платину в печах с газовым нагревом и в электрических печах высокой частоты.

Для плавки в печах с газовым нагревом губчатую платину спрессовывают в брикеты либо в самой печи, либо под специальным стальным прессом. Плавка производится в пламени гремучего газа или светильного газа и кислорода при помощи специальных горелок.

Для плавки в электрических печах высокой частоты губчатую платину также прессуют в брикеты. Плавку производят в тиглях током высокой частоты (до 20 ООО пер/с) в течение 15–20 мин при температуре 2000 °C. Тигли должны быть известковые или магнезитовые. Шамотовые и графитовые тигли непригодны, так как в первых образуется хрупкий силицид платины, а во вторых происходит ее науглероживание.

Для получения изделий высокого качества без примесей кальция или магния плавку платины заменяют прессовкой под высоким давлением (металлокерамический способ).

При разливке платины в слитки применяют изложницы из известкового туфа, стали или чистого графита.

Слиток платины при остывании дает усадку, и на его верхней поверхности образуется впадина. При наличии пузырей внутри слитка поверхность его будет выпуклой. Слитки нагревают до 1200–1300 °C и проковывают под молотом,

Платина тверже меди, серебра и золота, причем твердость ее возрастает с увеличением количества примесей.