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第8章 铂族金属合金材料及其工艺性能
第八章 铂族金属合金材料及其工艺性能 第一节 概述 1.铂族元素的概念 铂族元素包括铂、铱、钯、铑、钌和锇等六种金属元素，常用于首饰的铂族金属只有铂、铑、钯和少量的铱。 首饰业所应用的“白金”的广义概念，应包括如下贵金属： （1）铂族金属元素，含钯、铑、铱、铂等，其中铂又可分为纯铂合金、铱铂合金、钯铂合金等。 （2）为仿制铂而制造的K白金，有金银系列K白金和钯铂合金等。 （3）新近开发应用的锗金属。 2.铂族元素的发展历史 早在公元前700年，古埃及人用铂金铸成的华美象形文字装饰其神匣；公元前100年，南美的印第安人制成不同款式的铂金首饰；18世纪末，法国国王路易十六特别偏爱铂金，称之为“唯一与国王称号相匹配的贵金属”；举世闻名的希望钻石，也被永远地镶嵌在铂金上。 目前世界上仅南非和俄罗斯等少数地方出产铂金，南非的铂金产量占全球产量的80%以上，其余大部分为俄罗斯所产，每年产量仅为黄金的5%。成吨的矿石，经过150多道工序，耗时数月，所提炼出来的铂金仅能制成一枚数克重的简单戒指。铂金的三大特性是稀有、纯净、坚韧。 3.铂族金属的发现 钯：英国科学家威廉·海德·沃拉斯顿在1803年使用NH4Cl从王水溶液中沉淀出(NH4)2[PtCl6]的试验中，在母液中发现了钯，并以1802年发现的小行星“Pallas”命名。 铑：英国科学家威廉·海德·沃拉斯顿在1803-1804年提炼铂、钯的废渣中，发现了一种具玫瑰色的金属盐里含有铑，希腊文意为“玫瑰”。 铱：1803年，英国科学家史密斯逊·坦南特在研究王水溶解铂后的剩余残渣中发现一种颜色多变的化合物，命名为铱。 锇：在上述试验中发现的另一种物质的氧化物能挥发出特殊气味，命名为锇，希腊文意为“气味”。 钌：1844年，钌是由俄国喀山大学化学系教授克劳斯首先发现的，他从乌拉尔铂矿渣中提取金属钌，钌拉丁文意为俄罗斯。 铂：1735年，铂是由西班牙科学家安东尼奥·乌洛阿在平托河金矿中发现的。第一个科学研究的试样，是在1741年科学家查理斯·伍德从牙买加带到英国的铂，当时引起了国际上科学家的极大兴趣。 金：“金”的古英文名“Geolo”，意为“黄色”，元素符号“Au”源自拉丁文“Aurum”，意为“灿烂”。 银：“银”的元素符号“Ag”来自拉丁文，意为“白色”。 铂族元素虽然发现较晚，直到20世纪初才真正进入工业规模的生产，由于其特有的优良性质，使之成为现代科学、尖端技术和现代工业中必不可少的重要材料之一，应用范围也日益广泛。 4.铂金首饰种类 铂金首饰的白色光泽自然天成，经常佩戴都不会出现斑点和褪色，而且也与任何类型的皮肤相配。铂金的强度是黄金的两倍，其韧性更胜于一般贵金属。因此，将铂金制成项链等首饰，或镶嵌各种珍贵宝石，都至为牢固可靠。 铂金首饰包括纯铂金首饰、铱铂金首饰和钯铂金首饰等。 （1）纯铂金 纯铂金是最高成色的铂金，又称高成色铂金，理论成色应达到1000‰，但实际上，金无足赤，铂亦无足铂，实际的纯铂金成色约为99%左右。纯铂金质地比较柔软，颜色为灰白色。 制作铂金首饰时，会因材料强度而受到某些限制，一般都制成不镶珠宝玉石的素铂金首饰，其品种和款式有线绒、项链和丝状耳环等。 尽管铂金的硬度比黄金高，但要镶嵌钻石和其它珠宝玉石则仍感到硬度不足，这时往往需在铂金中加入少量的铱、钯、钴、铜等其它金属来提高材料的硬度和韧性。 （2）铱-铂合金 通常为提高铂金硬度和韧性而在纯铂金中掺加铂族元素铱，这样一起熔炼成的合金就是铱-铂合金。铱-铂合金颜色亦为银白色，金属光泽，硬度较高，相对密度亦大，化学性质稳定，是极好的贵金属首饰材料。 （3）钯-铂合金 钯-铂合金即铂金与钯金的合金，这种合金主要由意大利和日本生产。目前日本市场上所谓的白金首饰就是钯-铂合金。通常这种钯-铂合金的含铂量都在75%以上。 5.铂金首饰的纯度标识 在国外，铂金首饰一般都刻有Pt或Plat或Platinum字样和表示纯度的千分数。如市场上比较常见的Pt950，其含铂金成色为950‰。 欧洲发达国家如英国、法国和德国等国家基本上都规定，铂金饰物的纯度应达到950‰以上。在美国，铂金饰物
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