Файл: Казаков Б.И. Благородные металлы служат человеку.pdf

ходится отливать отдельно, после чего присоединять к из ­

сячелетий. Раскопки царских гробниц на территориях древних Вавилона и Египта со всей несомненностью дока­ зали это.

Чем ж е паяли древние, какой материал для этого упо­ требляли? То ж е золото и его сплав с серебром. Можно по ­ думать, что это имеет лишь историческое значение: древ­ ние не знали железа и многих других металлов, они «вы­ нуждены» были пользоваться для пайки золотом. Да и золото тогда еще не обрело своей функции выразителя стоимости, чем оно стало впоследствии. Можно прибавить к этому, что и добывать золото в те времена было легче: существовала, если так можно выразиться, «золотая цели­ на». Однако и современная промышленность вовсе не от­ казывается от пайки золотом, несмотря на его высокую стоимость и обилие других материалов для этих целей. Технически чистое золото (99,6%) используется в про­ мышленности в качестве припоя, имеющего, правда, огра­ ниченную область применения. В восстановительной ат­ мосфере или вакууме золото в контакте с чистой медью

тельно более низких, чем температура плавления каждо ­ го из этих металлов или ж е любого из этих сплавов. Та ­ кие соединения называют в технике «золотыми печатями», используют их при изготовлении некоторых типов радио­ ламп. Прочность их, конечно, ниже, нежели у соединений,

щим при работе вакуумных насосов. Любопытно, что древ­ ние мастера нашли способ снизить температуру плавления золотого припоя. Д л я этого они изготовляли золотой по­ рошок и затем отжигали его с угольной пылью. При этом поверхность золотых крупинок насыщалась углеродом, происходила так хорошо известная в наше время цемен­ тация. В итоге образовывался золотоуглеродистый сплав, обладающий более низкой, чем чистое золото, температу­ рой плавления; он и использовался в качестве материала припоя.

44

Неизвестно, знал ли об этом искусстве древних масте­

в золоте. Его эксперименты показали, что в расплавленном золоте могут растворяться лишь небольшие количества уг­ лерода; при охлаждении сплава большая часть углерода выкристаллизовывается в виде графита. Этот вопрос по­ сле него изучали многие исследователи, и их работы пол­ ностью подтвердили выводы французского химика.

В X X в. не только вакуумная, но и атомная промыш­ ленность нуждается в золоте в качестве материала. Уско­ ритель элементарных частиц представляет собой, грубо говоря, огромнейшую камеру — трубу, свернутую в баран­ ку. Ч е м большее разрежение удается создать в такой тру­ бе, тем более длительна «жизнь» элементарных частиц в

нержавеющей стали, выплавленной в вакууме. Внутренняя ее поверхность отполировывается до зеркального блес­ ка, так как полированная поверхность лучше держит раз ­ режение. Удержать вакуум в такой «баранке» исключи­ тельно трудно. Сварные ш в ы всегда могут иметь включе­ ния газа, что может затруднить исследование. Использу­ ется сварка аргоновая, но и этого недостаточно. Р я д уплот­ няющих колец и шайб изготавливается из мягкого и плас­ тичного, незаменимого для таких целей металла — золота.

щим большие затруднения. Известно, например, что в прежние времена банковские кассиры считали (и пере­ считывали) золотые монеты на бархатной или суконной подстилке, которую потом сжигали д л я того, чтобы вос­ пользоваться оставшимся н а бархате (или сукне) золотом. Весьма показателен в этом смысле бизнес одного предпри­ имчивого американца, о котором сообщалось в печати в 1893 г. Делец приобрел в городе Филадельфии старую цин ­ ковую кровлю церкви, уплатив за нее 3000 долларов. Соскоблив с кровли краску он стал владельцем изрядного количества мусора. Однако после сожжения этого мусора из золы было выбрано 7,5 кг чистого золота, что не только

45

покрыло затраты, но и дало 5 ООО долларов чистой прибы­ ли. Хитрец, оказывается, обратил внимание на то, что цер­ ковь, крышу которой он решил приобрести, расположена по соседству с монетным двором. Рассеиваемое там пыле­ видное золото вытягивалось вентиляционными установка­ ми в дымовую трубу и, оказавшись на улице, осаждалось на стенках и крыше как самого монетного двора, так и со­ седних зданий, одним из которых и являлась церковь. Когда удачливость дельца была предана широкой гласно­

большая часть уносимого в трубу золота возвращалась в распоряжение монетного двора.

Старые мастера изготовляли из золота тончайшую фольгу. Раскатав в валках пластинку золота до толщины писчей бумаги, они укладывали ее между тонкими плен­ ками, снятыми с бычьей печени, и осторожно проковыва­ ли. После многократного повторения такой операции до­ стигалась толщина золотого листа равная 0,00001 мм. Т а к а я пленка просвечивала зеленоватым цветом. Золотая фольга использовалась для золочения икон, церковной ут­ вари, золотых обрезов книжных переплетов и т. д. Прак­ тиковалось также вытягивание золота в тончайшие нити. И м и расшивались парадные одежды царских и духовных особ.

Золото использовали (и используют) ювелиры и зуб­ ные техники. Мягкость и пластичность золота — прекрас­

Используя сплав золота с серебром, ювелиры и зубные техники научились добавочно упрочнять его термической обработкой. В этом отношении золото ведет себя очень любопытно. Хорошо известен процесс закалки стали. Ме­ талл нагревают до определенной температуры и затем бы­ стро охлаждают. Это сообщает ему твердость. Дл я того чтобы снять закалку, металл повторно нагревают и ох­ лаждают медленно — это отжиг. Сплав золота с медью ве-

46

дет себя в этих процессах диаметрально противоположно: при быстром охлаждении ои приобретает мягкость и плас­ тичность, а при медленном отжиге, наоборот, — твердость и хрупкость. Такую же картину мояшо наблюдать и у сплавов золота с серебром.

гов. Выяснилось, что золото при затвердевании после плав­ ки образует кристаллы, состоящие из неправильных мно­ гоугольников. Кристаллы эти можно обнаружить, подверг­ нув поверхность золотого слитка слабому травлению в течение 30—60 мин царской водкой, разбавленной равным объемом воды. В небольших быстро охлаждаемых слитках образуются кристаллы с неправильными очертаниями. При прокатке слитков кристаллы удлиняются и расслаива­ ются. Отжиг вызывает дробление кристаллов. При темпе­ ратуре около 200° С происходит рекристаллизация. При медленном понижении температуры кристаллы остаются мелкими, что и придает твердость. При резкой смене тем­ ператур размер новых кристаллов увеличивается, и грани зерен сглаживаются, чем увеличивается пластичность, но снижается твердость золота. Рекристаллизация может ид­

Различные кристаллические формы того или иного хи­ мического элемента называются аллотропией. Классичес­ кий пример аллотропии — графит и алмаз. Элемент один и тот ж е — углерод. Разница в структуре кристаллической решетки этих двух (химически одинаковых) веществ об­ условливает резкое различие в их свойствах: графитовый сердечник так мягок, что оставляет след на бумаге, а ал­ маз — твердое природное вещество. Много бед в свое вре­ мя принесла так называемая «оловянная чума», явление, при котором прекрасные полновесные слитки олова без ви­ димой причины превращались в груды серого порошка. Это, как оказалось, не что иное, как переход одной крис­ таллической формы олова в другую.

Трудами ученых установлено, что золото также «не едино», оно может существовать в различных кристалли­ ческих формах. Если под воду поместить амальгаму нат­ рия и растворить в ней кусочек золота, то вся жидкость окрасится в темно-фиолетовый цвет. Стоит подкислить ее

47

соляной кислотой, и золото выпадает из нее в виде черно­ го осадка. Этот осадок легче растворяется в цианистых щелочах, чем обычное золото, но не амальгамируется рту­ тью. После нагревания такое золото будет по своим свой­ ствам полностью отвечать первоначально полученному фиолетово-красному порошку. Восстановлением сернистой кислотой растворов хлорного, хлористого, бромного, броми­ стого или йодистого золота удалось получить три различ­ ные кристаллические структуры, которые соответственно были названы — обычное золото, альфа-золото и бета-зо­ лото.

Эти аллотропические формы могут переходить друг в друга, и при этом наблюдается определенный термический эффект. Так, альфа-золото при своем превращении в золо­ то обычное выделяет 8,2 кал. Бета-золото, как было выяс­ нено спектроскопическими исследованиями, еще не было получено в чистом состоянии. Е м у всегда сопутствовали примеси альфа-золота, серебра, меди, свинца, железа или других металлов. Однако оно явственно отличается от дру­ гих кристаллических форм золота. Об этом прежде всего говорит более низкий, чем у альфа-золота, коэффициент диамагнетизма. При нагреве до 300° С бета-золото перехо­ дит в альфа-золото.

Растворяя в азотной кислоте золотосеребряный сплав, ученый Генрио получал золото коричневого цвета. Можно

в интервале температур 300—650° С, она стремится перей­ ти целиком в альфа-форму. Если привести в соприкосно­ вение с размягченным коричневым золотом пластинку аль­ фа-золота, то процесс перехода из одной кристаллической структуры в другую резко ускоряется. В точности такое ж е явление, как при «заражении» оловянной чумой «здо­ ровых» оловянных слитков! Легко растворить коричневое золото в растворе горячей соляной кислоты и хлорного зо­ лота; при охлаждении жидкости можно наблюдать выпа­ дение красивых кристалликов золота, резко отличающих­

ду полюсами магнита, стремится принять положение не вдоль, а поперек магнитных силовых линий. «Чародею

48