第1章-首飾貴金屬材料的基本性質(zhì)PPT課件

1、2021/7/241第一章 首飾貴金屬材料的基本性質(zhì)22021/7/24金屬黑色金屬：鐵、錳、鉻輕金屬：鋁、鎂、鉀、鈉、鍶等重金屬：銅、鉛、鋅、鎳、鉍、鏑、汞等稀有輕金屬：鋰、鈹、銫、銣、鈦等高熔點(diǎn)金屬：鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉬、 鎢等分解金屬：鉀、銦、鉈、鍺、鉿、錸等稀有金屬：鈧、釔、鑭及鑭系元素等 放射性金屬：錒系元素（釷、釙、鈾等）貴金屬：金、銀、鉑族 有色金屬半金屬：硅、硒、碲、硼等 32021/7/2442021/7/24貴金屬：金（Au）、銀（Ag）、鉑（Pt）、鈀（Pd）銠（Rh）、銥（Ir）、鋨（Os）、釕（Ru）產(chǎn)量稀少，有相同的物理化學(xué)性質(zhì)，是金屬中的“貴族”銅族元素：金、銀

2、 位于元素周期表IB族銅下鉑族元素：釕、銠、鈀、鉑、鋨、銥 又稱(chēng)稀貴金屬輕貴金屬：釕、銠、鈀、銀 位于第五周期重貴金屬：鋨、銥、鉑、金 位于第六周期52021/7/24第1節(jié) 貴金屬材料的物理性質(zhì) 1 晶體結(jié)構(gòu) 銠、鈀、銀、銥、鉑、金為面心立方結(jié)構(gòu) 釕、鋨為密排六方結(jié)構(gòu) 均為最緊密堆積，配位數(shù)均為122 光學(xué)性質(zhì) 銀為銀白色、金為金黃色 釕為藍(lán)白色、銠為銀白色、鈀為鋼白色、鋨為藍(lán)白色、銥為白色、鉑為錫白色 是很好的電鍍材料和反光材料 可見(jiàn)光范圍：390780nm62021/7/243 熔點(diǎn)與沸點(diǎn) 貴金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較高。熔點(diǎn)從低至高的變化順序?yàn)椋恒y、金、鈀、鉑、銠、釕、銥、鋨 貴金屬的蒸汽壓

3、較低，不易揮發(fā)，但在有氧條件下加熱易形成氧化物揮發(fā) 金是唯一在高溫條件下不易氧化的貴金屬 蒸汽壓：蒸汽壓：指液體（或者固體）的表面存在這該物質(zhì)的蒸汽，這些蒸汽對(duì)該物質(zhì)表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)72021/7/244 吸氣性 貴金屬有吸附氣體的性質(zhì)a 鋨、釕吸附少量的氫生成相應(yīng)的化合物b 鉑銠 吸附氫的數(shù)量與其分散程度有關(guān)c 鈀能吸附相當(dāng)自身2800倍體積的氫并形成和兩種固溶體，密度、導(dǎo)電率及抗拉強(qiáng)度也相應(yīng)降低，加熱后又可釋放氫氣，鈀還有允許氫透過(guò)的性質(zhì)。鉑黑鉑黑：粉末狀的鉑海綿鉑海綿鉑：為灰黑色海綿狀的物質(zhì)，有較大的表面積82021/7/24第2節(jié) 貴金屬材料的力學(xué)性能1 力學(xué)性質(zhì)塑性變形塑性變形：金屬零

4、件在外力作用下產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形。彈性變形：彈性變形：材料在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生變形或者尺寸的變化，而且能夠恢復(fù)的變形 屈服：屈服：當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，變形維氏硬度：維氏硬度：以49.03980.7N的負(fù)荷,將相對(duì)面夾角為136的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規(guī)定時(shí)間后，測(cè)量壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，再按公式來(lái)計(jì)算硬度的大小 屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：是材料屈服的臨界應(yīng)力值 抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值 延伸率：延伸率：材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比 92021/7/24（1）硬度： 銀、金、鉑、鈀的硬度較低 釕、銠、鋨、銥的硬度較高 金屬的硬度受加工率和退火溫度的

5、影響，冷加工對(duì)貴金屬的影響較大，開(kāi)始加工階段硬度提高很大，后來(lái)接近平緩。提高退火溫度和延長(zhǎng)保溫時(shí)間，硬度降低 合金的加入，明顯改善金屬的硬度（2）強(qiáng)度和延伸率 對(duì)于貴金屬來(lái)說(shuō)強(qiáng)度越大，延伸率越低 銀、金、鉑、鈀的強(qiáng)度較低，延伸率高 釕、銠、鋨、銥的強(qiáng)度較高，延伸率低 提高退火溫度和延長(zhǎng)保溫時(shí)間強(qiáng)度降低 提高溫度，貴金屬抗拉強(qiáng)度降低102021/7/242 貴金屬的彈性模量 彈性模量：彈性模量：材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比，其比例系數(shù)稱(chēng)彈性模量 彈性模量克視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形的難易程度。 變形抗力值變形抗力值：塑性變形時(shí)，變形金屬抵抗塑性變形的力稱(chēng)為變形抗力。 貴金屬中金、銀、鉑、

6、鈀的彈性模量和變形抗力值較低，易于加工；而釕、銠、鋨、銥的彈性模量和變形抗力值較高，加工困難。 隨著溫度的升高彈性模量下降，這是加工往往在高溫下進(jìn)行的原因。112021/7/24第3節(jié) 貴金屬的化學(xué)性質(zhì)1 貴金屬的氧化性質(zhì) 釕、銠、鈀、鋨、銥、銀在空氣中灼燒形成各種組分的氧化物，但氧化物均不穩(wěn)定，穩(wěn)定溫度范圍較窄或有揮發(fā)性 鉑族元素與氧親和力較低 PtPdRhIrRuOs 鉑只有粉末狀可以和氧結(jié)合122021/7/242 貴金屬與無(wú)機(jī)酸、堿的反應(yīng)（1）與無(wú)機(jī)酸的反應(yīng) 貴金屬的電離價(jià)位較高，這就決定了它們?cè)诔叵率呛芊€(wěn)定的，不易與酸堿等活潑的非金屬元素反應(yīng)。a鉑族元素 HCl：鉑族元素不溶于 H

7、NO3 ：除了鈀，其余不溶 H2SO4 ：鉑、銥、鈀不反應(yīng) 王水：鉑、鈀可溶；銠、銥、釕不溶 HCl+H2H2：可溶解鉑、鈀 鉑族元素與酸的反應(yīng)速度取絕于形態(tài)132021/7/24B 金 HCl、HNO3、H2SO4不與金反應(yīng) 金溶于HClHNO3和有氧化劑存在的HCl中， HCl與氧化劑混合產(chǎn)生新生態(tài)氯、對(duì)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用 常用氧化劑有：H2O2、KMnO4、 KClO4、 KNO3C 銀 常溫條件下與HNO3反應(yīng)生成AgNO3,與濃H2SO4反應(yīng)生成Ag2SO4，但與稀H2SO4和HCl不反應(yīng) 142021/7/24（2）與堿的反應(yīng) 一般的堿溶液對(duì)貴金屬?zèng)]有腐蝕作用，當(dāng)通入氯氣時(shí)，對(duì)貴

8、金屬有較強(qiáng)的腐蝕作用。貴金屬與NaCl混合加熱并通入氯氣，可制成相應(yīng)的氯化物。鉑的氯化物在氯化溫度超過(guò)650的條件下?lián)]發(fā)。152021/7/243 貴金屬的氧化還原性質(zhì)（1）鉑 鉑的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為4價(jià)和2價(jià)，4價(jià)鉑可被還原為2價(jià)鉑或金屬鉑，2價(jià)鉑可被氧化為4價(jià)鉑。（2）鈀 鈀的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為2價(jià)和4價(jià)，4價(jià)鈀在酸性介質(zhì)中很不穩(wěn)定，只有在強(qiáng)氧化劑條件下才穩(wěn)定。2價(jià)和4價(jià)的鈀都能被還原為金屬。（3）銠 銠的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為3價(jià)。3價(jià)的銠與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成一種藍(lán)紫色的溶液，這是銠的高價(jià)化合物，但是高價(jià)化合物不穩(wěn)定，可釋放出氧。3價(jià)的銠還能被某些還原劑還原為金屬。162021/7/24（4）金 金的常見(jiàn)價(jià)態(tài)是3價(jià)，

9、金很難被氧化，所以3價(jià)金是一種很強(qiáng)的氧化劑，3價(jià)金很容易被還原為金屬金，可還原3價(jià)金的物質(zhì)較多（5）銀 銀的常見(jiàn)價(jià)態(tài)為1價(jià)，只有強(qiáng)氧化劑氧化時(shí)才能得到2價(jià)銀，如臭氧和硝酸氨172021/7/244 貴金屬的化合物和絡(luò)合物 所有貴金屬都有d-電子層結(jié)構(gòu)，尤其是鉑族金屬，其4d（或5d）電子未充滿(mǎn)，給那些電子給予體的電子充填提供了空軌道，可形成分子雜化軌道，故能生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。貴金屬的鹵化物中，氯化物和氯絡(luò)化物是一種重要的化合物，它是制備多數(shù)貴金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液的主要形態(tài)，也是分析化學(xué)中常用的形態(tài)。貴金屬的化合物和絡(luò)合物是進(jìn)行貴金屬分析測(cè)試的主要物質(zhì)。182021/7/24（1）鉑的典型氯化物和氯絡(luò)化物： PtCl2，PtCl4和PtCl62-、PtCl42-（2）鈀的氯化物和氯絡(luò)化物： PdCl，PdCl2，Pd