что такое рутений в ювелирных украшениях
Рутений. Свойства рутения. Применение рутения
Изучением образцов занялся Озаин – профессор Юрьевского университета. Он-то и обнаружил в слитках платины новый металл, дав ему латинское название.
На древнем языке Рутения означает Россия. В Академии наук об открытии сообщили в 1844-ом году. С тех пор минуло почти 2 столетия. Этого было достаточно, чтобы досконально изучить рутений.
Химические и физические свойства рутения
Будучи платиноидом, элемент рутений считается благородным. Драгоценный металл красив и тверд. Если золоту да серебру по шкале Мооса дают 4 балла, то рутению – 6,5. То есть, твердость элемента приближена к кварцу, представителями которого являются камни аметист, горный хрусталь, раухтопаз.
Твердость рутения сочетается с хрупкостью. Кристаллы металла легко толкутся в ступке, рассыпаясь в порошок. Разобьются агрегаты и при ударе, падении с высоты. Ускорение у такого падения не будет большим, ведь из всех платиноидов рутений самый легкий. Плотность металла составляет меньше 13-ти граммов на кубический сантиметр.
Плохо противостоя ударам, рутений отлично сопротивляется нагреву. Плавится металл при температуре в 2334-ре градуса Цельсия. Жидкость – не единственный итог нагрева.
Если воздействовать электрической дугой, или раскалить элемент на воздухе, он перейдет в газообразное состояние. Ему предшествует четырехокись рутения. Золотистые иглы быстро тают, издавая запах озона.
Если четырехокись преобразуется в жидкость, а не газ, любой контакт с органикой приведет к взрыву. Промышленники часто провоцируют его, ведь характер соединения позволяет выделить абсолютно чистый рутений.
Оксид рутения образуется при температуре не ниже 930-ти градусов. Это доказывает благородство металла. Он не покрывается налетом, не подвержен коррозии. Элемент, вообще, считается инертным.
В реакции вступает лишь в нестандартных условиях. В обычной же обстановке платиноид нерастворим даже в царской водке. Материал не берут не только отдельные кислоты и щелочи, но и их смеси.
С другими металлами 44-ый элемент взаимодействует при нагреве минимум до 400-от градусов Цельсия. При этих же условиях запускается реакция с хлором, нитратами и щелочами.
Рутений – химический элемент, способный быть катализатором. То есть, металл ускоряет или же замедляет реакции между другими веществами. Правда, из-за инертности, каталитические свойства элемента проявляются избирательно. Способность же становиться сверхпроводником – постоянное качество рутения. Нулевое сопротивление току – результат нагрева материала.
Предметом изучения химиков часто становится пара рутений-осмий. Интересно, так же, сравнение с родием и железом. На эти металлы 44-ый элемент похож по свойствам. Но, одна способность рутения делает его уникальным.
Платиноид может находиться сразу в 8-ми валентностях, постоянно их менять. Валентность – способность атома образовывать определенное количество связей с другими атомами. Получается, рутений способен присоединить от 1-го до 8-ми.
Применение рутения
Причина – дороговизна рутения и сложность работы с ним из-за особой тугоплавкости. Зато, всего 0,1% 44-го элемента повышает стойкость к коррозии титановых украшений, прибавляет 1 балл прочности золоту или платине.
Рутений – добавка, способная придать золоту черный цвет. Нестандартно окрашенный сплав – писк моды. Затемняют золото и родием, но оттенок получается не столь насыщенным, как в случае с лигатурой из рутения. Любители дорогого шика готовы переплачивать за необычные украшения.
Красителями рутений, точнее, его соединения, стали так же в стекольной промышленности. Составы с 44-ым металлом добавляют и в некоторые элитные эмали. Есть даже флуоресцирующие покрытия. Своим свечением они обязаны как раз соединениям 44-го элемента.
Один из красителей взяла на вооружение медицина. Рутениевый красный способен выделить ткани, при их изучении, к примеру, под микроскопом. Последняя разработка – окрашивание опухолей. Это позволяет хирургам видеть каждую пораженную клетку.
Медики применяют рутений не только в качестве средства выявления пораженных тканей, но и в роли лекарства. Препараты на основе 44-го элемента разработаны для борьбы с туберкулезом и многими инфекциями, поражающими кожу.
Без рутения не обходится космическая отрасль. Топливные элементы спутников Земли в прямом смысле драгоценны. Они состоят из сплава 44-го металла с платиной.
Лишь такой состав по тугоплавкости способен выдерживать нагрузки на орбите. Стойкость рутения к нагреву сделала его, так же, сырьем для термопар. Их используют при замерах высоких температур.
Добыча рутения
Мировые запасы металл оценены всего в 5000 тонн. При этом, рутений – отход. Имеется в виду, что элемент не добывают отдельно, а выделяют из остатков платинового производства.
Выделяют 44-ый металл и из осколков деления ядерных материалов. В их числе – плутоний, торий, уран. В остатках сгоревшего ядерного топлива можно найти 250 граммов рутения на каждую тонну.
На фото браслет из сплава, в состав которого входит рутений
Если прибегнуть к нейтронному облучению, 44-ый элемент удается добыть из технеция-99. Это один из ядерных изомеров металла. Как сырье для извлечения рутения используется редко, поскольку и сам пригождается человечеству. 99-ый технеций называют медицинским радиоизотопом. Он – основа многих процедур диагностики.
Цена рутения
Пик цен на рутений пришелся на 2008-ой год. Тогда за 1 грамм просили более 800-от рублей. То есть, за 4-ре предшествующих года запросы продавцов выросли в 25 раз. Выборка сделана за последние 20 лет торгов. Практически до 300-от рублей ценник доходил в 2010-ом году.
В остальное время стоимость драгоценного сырья так и колебалась в районе 100-200-от рублей. Тем не менее, материал входит в 10-ку самых дорогих металлов, занимая в ней то 8-ю, то 9-ю позиции. Если учесть, что покупают элемент, в основном, промышленники, объемы их заказов исчисляются далеко не граммами, и далеко не сотнями рублей.
Что такое чёрное серебро: технология, особенности и свойства
«Женщины думают обо всех цветах, кроме отсутствия цвета. В черном цвете есть все это. И в белом тоже. Их красота абсолютна. Это идеальная гармония»
Черный и белый цвета – классика в любой из сфер нашей жизни, в том числе, и ювелирной.
Как говорил Василий Кандинский, русский художник и теоретик искусства, «белый и черный — молчащие цвета: белый символизирует возможность рождения нового цвета, черный означает поглощение».
И действительно, черный цвет появляется в нашем восприятии, когда поверхность предмета поглощает все лучи, которые ее достигают.
Серебро и чёрный цвет
Серебро и черный цвет – друзья по жизни. Без этого оттенка чистое серебро обойтись не может, так как от природы оно имеет свойство окисляться из-за присутствия в воздухе и бытовых вещах соединений серы. Но, опираясь на это свойство благородного металла, дизайнеры ювелирных украшений разрабатывают конструкцию и дизайн своих моделей таким образом, чтобы склонность к потемнению серебра выглядело преимуществом.
Черное серебро, что это?
Черным серебро может стать в четырех случаях:
Технология черни на серебре
Чернь может наноситься сухим способом, когда поверхность изделия обрабатывается специальным раствором, после чего на нее наносится порошок черни. В данном процессе производства изделие просушивается, а затем обжигается в муфельной печи при температуре от 300° С.
В случае мокрого способа нанесения черни, ее предварительно разводят водой, а затем, при помощи кисточки или шпателя, накладывают на углубления в изделии. Когда вода испаряется, серебряное изделие помещается в муфельную печь, где чернь становится мягкой и плавно затекает в поры рисунка. В окончании накладывания черни изделие «зачищают», обрабатывая его напильником до появления дизайнерских узоров.
Оксидирование серебра
Оксидирование серебра и серебряных покрытий производится электрохимическим и химическим способами. Полученная на поверхности изделия эластичная пленка не изменяет цвета се¬ребра и длительное время защищает от по¬тускнения его поверхность.
Технология оксидирования серебра химическим способом наиболее популярна и она одинакова для всех растворов оксидирования, раз¬ница заключается лишь в температуре нагре¬ва и времени выдержки изделия. После оксидирования украшение высушивают при комнатной темпе¬ратуре и, если это необходимо, очищают рельеф поверхности от ненужных слоев оксида.
Родирование серебра
Покрытие серебра рутением
Рутений – представитель семейства металлов платиновой группы. Этот драгоценный металл может иметь и сияющий серебристо-белый цвет, и приглушенный матово-серый, и угольно-черный. И его слоем также покрывают серебряные украшения в том случае, если слой родия на поверхности оказался сероват. Кстати, свое название рутений получил в честь нашей страны, где и был открыт.
«Вы можете носить черное в любое время. Вы можете носить его в любом возрасте. Вы можете носить его практически для любого случая; а «маленькое черное платье» – это главная вещь женского гардероба», – Кристиан Диор.
Универсальность – тренд 21 века. Ты должен быть стильным в любой день недели, в любой обстановке. Черный цвет серебра выручит во всех, даже незапланированных ситуациях.
Рутений — драгоценный металл платиновой группы
Рутений как покрытие
Драгоценные металлы платиновой группы:
Открытие рутения (лат. — Ruthenium) похоже на приключенческий роман. Это тот случай, когда название появилось раньше открытия самого элемента.
Исследовательская одержимость против авторитетов
Авторство открытия рутения можно отдать трем ученым. Первым был Анджей Снядетский из Виленского университета. Еще в 1808 году он уведомил петербургскую Академию Наук о своем открытии. Тогда новый металл был назван вестием. Но французский Институт науки, имевший большой авторитет, отверг существование нового металла.
Следующим открывателем был немецкий химик и физик Готтфрид Вильгельм Озанн. Он исследовал российские платиновые руды. В ходе одного из экспериментов ученый обнаружил новое вещество красно-пурпурного цвета. Но в чистом виде металл тогда не был выделен, а получен в виде сульфида. Озанн предложил назвать новый элемент рутением (от латинского написания Россия – Ruthenia) в честь родины уральских месторождений. В этот раз открытию помешал авторитет шведского химика Берцеллиуса.
Через 13 лет ученый-химик из казанского университета Карл Карлович Клаус повторил опыты Озанна и выделил чистое вещество. Результаты исследований были отправлены Берцеллиусу. И снова шведский химик не признал открытия нового элемента, сказав, что это плохо очищенный иридий. Несмотря на это Клаус продолжал исследования и смог отстоять свое открытие. Это произошло в 1844 году, а в 1845 и Берцеллиусу пришлось признать открытие рутения..
Металл из ядерного реактора
Сегодня рутений получают в основном как побочный продукт при добыче платины. По оценкам специалистов мировые запасы рутения составляют всего около 5000 тонн. При нынешних темпах добычи этого хватило бы на 250 лет. Однако был открыт другой источник получения рутения. Этот металл образуется в отработанном ядерном топливе. В тонне сырья содержится около 250 грамм рутения.
Твердость рутения сопровождается высокой хрупкостью. Это значит, что он плохо переносит динамические нагрузки. Поэтому металл легко можно превратить в порошок. Основное применение рутения – в качестве добавок к сплавам, чтобы увеличить их твердость, жаростойкость или коррозионную устойчивость.
В ювелирном деле рутений применяется для декоративных покрытий глубокого черного цвета. Добавка рутения в титан увеличивает коррозионную стойкость сплава.
От всех прочих металлов платиновой группы рутений отличается тем, что только он встречается в живых организмах. Наибольшая концентрация обнаруживается в мышечных тканях.
Художественное травление, золочение, родирование и другие химические техники декора поверхности ювелирных изделий
В ювелирном деле используется множество техник декорирования поверхности украшений, применяемых на финальной стадии их изготовления. С помощью этих техник улучшают внешний вид ювелирных изделий, придают им нужные эффекты (блеск, цвет, фактуру и так далее), а также усиливают «носкость».
В целом, технологии художественной конечной обработки изделий можно подразделить на методы «механического» воздействия (тиснение на металле, гравирование по металлу и тому подобное), и «химические» — нанесение различных покрытий или наоборот, удаление части слоя существующего покрытия. Об одной из таких техник – чернение металлов – можно прочитать в нашей отдельной статье. А сейчас мы поговорим о других химических методах декора – которые, как станет ясно ниже, в промышленных масштабах видоизменились до «гальванических».
Художественное травление ювелирных изделий из металлов
Химическое травление (англ. etching)- это эффектная старинная техника украшения металлов. По сути это сумма приёмов для «управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки, под действием специально подбираемых химических реактивов» (как «учит» сеть и «Википедия»). Оружейники средневековья — самые первые «травители». Они лихо «бросили перчатку» (кольчужную) в лицо ювелирам. Травлением оружейники заменили один из трудоемких процессов — ручную гравировку — не понизив при этом планку качества.
Травлением наносят рельефный или углубленный орнамент, текст или сюжет на любом металле. Сегодня травление проводят как химическим, так и гальваническим способом. Гальванический проще: раствор электролита не выделяет вредных газов, в отличие от химического способа. Да и чёткость рисунка при гальваническом травлении выше. Хотя, возможно, когда процесс не ядовитый, не дрожат и руки мастера. Но в средние века (до Менделеева и при отсутствии большинства современных реагентов) травление было весьма трудоемким делом. В те времена, как правило, металлы травили кислотами типа уксусной, винного уксуса, и дело двигалось крайне медленно.
Как отличить ювелирное изделие, подвергшееся травлению?
В ювелирных изделиях протравленные участки ноздреваты с виду и шероховаты на ощупь. Травлением наносят фактуру фона, узоры, символы и даже тексты. Это стойкий вид декора поверхности металлов: травление нельзя сколоть, как эмаль, или стереть, как плёнку оксида серебра.
Примеры травления рисунков и орнамента на серебряных изделиях:
Золочение ювелирных изделий
Золочение металлов в старину мастера проводили холодным, горячим способом (на огне) и в жидком состоянии. Древнейшей техникой является холодное золочение, при котором серебряную или бронзовую основу обивали тонким золотым листом.
Золочение на огне — аттическая техника (применявшаяся в эпоху античности). Ртуть и золото наносились на изделие тонким слоем и обжигались. Ртуть испарялась, и золото прочно соединялось с основой. «Падёж специалистов» постепенно привёл к мысли, что ртутные испарения небезопасны.
Гальванизация – современный метод нанесения покрытий на металлы
Теперь об относительно современном, гальваническом способе декора металлов и сплавов, открытом в 1865 году. Гальванизация — это нанесение одного металла на другой в гальванической ванне, при помощи осаждения его из водных растворов солей — под действием электрического тока, или без него.
Пресловутые серебрение и золочение — отработанные гальванические методы. Проводят серебрение и золочение в бесцианистых ваннах, перед тем покрывая изделия слоем меди.
Позолоченное украшение «против» полновесного золотого: какое выбрать?
Рассудим трезво: что менее гибельно для бюджета, объёмный золотой браслет или серебро в позолоте? Налицо и богатство цвета (сочетание золотой гальваники с серебром основы, иногда с чернью), и вполне посильные затраты в отличие от «космических» цен в случае цельнолитого браслета из золота.
Что до серебрения, то оно, должно быть, выручает производителей украшений в этно-стиле – и «косплеит» бижутерию (кстати, как и латунирование с меднением). Серебрение также помогает «распушить хвост» экономной хозяйке, сервирующей чай эффектными, но не критически ценными ложечками.
Меднение, никелирование, хромирование ювелирных изделий
Меднение в гальванике применяют редко, обычно в виде подслоя для никелирования, хромирования, серебрения и золочения (для лучшего сцепления покрытия с изделием). Латунь может служить подслоем вместо меди, но используется и как самостоятельное покрытие. Наблюдая металло-бижутерию коричневых, оливковых, красноватых оттенков можно «подозревать» медную или латунную гальванику. Это сборная бижутерия, так как россыпные элементы гальванизируют «оптом».
Куда чаще применяют никелирование – в результате которого у изделия наблюдается прочная защита и достойный вид. Крепче всего никелирование держится на меди или латуни. На стали осажденный никель держится плохо, поэтому применяют многослойные покрытия, то есть поверхность стального изделия сначала омедняется, а затем полируется и никелируется. Никелевые покрытия очень декоративны – это покрытие дает серебряный цвет с теплым желтоватым оттенком. Производители столовых приборов уверены, что, продавая никелированные или посеребрённые ножи и вилки, продают «достойные традиции».
Хромирование: стойкий и красивый, но сложный (очень плохая рассеивающая способность электролита, то есть плохо покрывает углубление) вид гальваники. Он даёт холодный голубовато-сероватый оттенок. Применяется он, как правило, в технике.
Родирование ювелирных изделий и покрытие рутением
Примеры родированных украшений:
Рутений чаще выступает как лигатура в ювелирных сплавах, в том числе в бижутерных (например, чешский бренд Яблонекс некогда заявлял об особом качестве ювелирных сплавов с добавлением рутения). Рутений придаёт изделию блеск и необычный графитовый оттенок (словно незавершённое воронение). В украшениях с рутениевым покрытием есть нечто инфернальное.
Примеры украшений покрытых рутением:
Оксидирование серебра и других металлов
Всё чаще ювелиры применяют технику оксидирования — покрытия изделия оксидной плёнкой (по словам Википедии, «создание оксидной плёнки на поверхности изделия в результате окислительно-восстановительной реакции»). Оксидированное украшение по внешнему виду напоминает чернёное, чем иногда пользуются продавцы, не спешащие «разочаровывать» покупателей. О том, как отличить чернение от оксидирования, мы уже писали в статье о чернении ювелирных изделий.
Долго ли будет радовать покрытие золотом, серебром, родием и другими металлами?
Толщина наращенного слоя металла зависит от назначения изделия. Мысль «рациональных» производителей о том, что «браслетик — не околоземная аппаратура» приводит к экономии и преждевременно «облезшим» украшениям. Однако, покрытые этими супер прочными металлами детали в космических микросхемах мирно трудятся на орбите (при удачном запуске), не подвергаясь воздействию бытовой химии, косметики и едкого пота. А украшения, оплаченные, кстати, немалыми деньгами, владельцы активно эксплуатируют в самых разных условиях. То есть, колье и цепочки на шее входят в химическую реакцию с вашей кожей, особенно в жаркую погоду. В колечке вы можете случайно искупаться или помыть посуду. И тому подобное.
Поэтому сообщаем, что, например, повторное родирование без проблем проводят в ряде ювелирных мастерских.
Рутений
Рутений – ярчайший представитель семейства металлов платиновой группы. Этот драгоценный металл может иметь, в зависимости от способа извлечения, как сияющий серебристо-белый цвет, так и приглушенный матово-серый.
Свое название рутений получил в честь России – страны, где он был открыт. В переводе с латинского «Ruthenia» означает «Россия».
История открытия рутения
Впервые рутений был обнаружен в 1827 году немецким ученым-химиком Готфридом Озанном, который извлекал новые химические элементы из платиносодержащих уральских руд. В результате данной работы, в числе трех новых металлов был обнаружен рутений. Однако мэтр науки, швед Берцелиус отверг работу Озанна, сказав, что он допустил ошибку, и рутений не может содержаться в осадке. Таким образом, открытие рутения забросили на 13 лет.
В 1844 году немец Карл Клаус, профессор Казанского университета, живший в России с рождения, принял решение о повторении исследований Озанна, и на суд Берцелиуса были предоставлены сведения о получении металла рутения из сырой платины. Уже в 1845 году Мировой наукой было признано новое открытие российского ученого – драгоценный металл рутений.
Спустя столько лет рутений полностью не изучен, и продолжает привлекать к себе ученых, открывая им все новые свойства.
Свойства рутения
Рутений наделен лучшими свойствами платиноидов, а именно, супертвердостью и невероятной стойкостью к воздействию других химических веществ. Металл обладает твердостью 6,5 по шкале Мооса, что превышает твердость платины. По тугоплавкости рутений занимает 8 место, уступая осмию и иридию. Плавится этот драгоценный металл при температуре 2334?С.
Рутений интересен еще и тем, что может принимать разные валентные состояния, причем легко и непредвиденно, что озадачивает химиков, по сей день изучающих этот уникальный металл.
Добыча и применение рутения
Добывают рутений Россия, Канада и ЮАР. Основной поставщик этого драгоценного металла – ЮАР. Каждый год в мире добывают 17-21 тонну рутения.
В основном рутений использует электронная промышленность. Второе место по применению рутения за электрохимической отраслью, а третье – за химическим производством. Остальные отрасли используют рутений в количестве не более 10%.
В ювелирной отрасли рутений используют крайне редко. В основном его добавляют в сплавы для увеличения их прочности, или же покрывают им ювелирные изделия, чтобы повысить их прочность.
Химическая промышленность ценит рутений за его уникальную способность не вступать в реакцию с другими веществами, а также за его кристаллические свойства.
Также рутений используется в электротехнической, радиотехнической и аэрокосмической отраслях. Рутениевые сплавы служат для изготовления деталей и сплавов для особо точных приборов. К примеру, рутений применяют в производстве компасов, а именно, компасных игл, которые становятся благодаря этому металлу упругими и высокопрочными.
Рутений является и биологически активным элементом, что позволяет использовать его соединения при лечении онкологических и кожных заболеваний.
Автор: Виктория Голдина, дата публикации: 16.12.2010
Дата обновления: 15.03.2018
Перепечатка без активной ссылки запрещена
Вы можете приложить к своему отзыву картинки.