Металл родий. Родиевое покрытие. Родий в ювелирных изделиях. Покрытие ювелирных изделий родием

По мнению большинства наших современников, профессор Лебединский – это человек, доходчиво спевший о предательских настроениях среди лодочников. Мировая научная общественность знает другого профессора Лебединского – замечательного ученого прошлого века, автора метода получения родия из рудного остатка.

Дело в том, что в природе родий находится в минералах, богатых сразу несколькими платиноидами . Выделение родия, особенно в промышленных масштабах, представляет собой трудноразрешимую проблему.

Уильям Волластон, первооткрыватель родия, достаточно легко синтезировал натриеводородистую соль родия – а после долго калил розово-красный порошок в струе водородного пламени, чтобы получить несколько капель чистого металла.

Родий – значит розовый?

Полированный родий отражает около 80% света, падающего на его поверхность – в то время как серебро поглощает лишь 5%, а 95% светового потока – возвращает. Тем не менее, многие технические зеркала покрывают родием, а не серебром. Причина в том, что платиноид тугоплавок и способен работать в условиях чрезвычайно высокой плотности электромагнитного излучения – в том числе и инфракрасного диапазона. Там, где из-за перегрева серебро не выдерживает и суток, родиевое покрытие служит годами.

Львиная доля добываемого родия потребляется автомобильной промышленностью. Отличные каталические свойства металла позволяют производить из его сплавов нейтрализаторы выхлопных газов. Значительная часть родия уходит на изготовление катализаторов для химической индустрии. Сплав родия с платиной вот уже несколько десятилетий является незаменимым инструментом производства азотной кислоты.

Родий нужен везде!

Ученые заказывают платино-родиевые емкости для выращивания кристаллов. Дифракционные решетки современных спектрометров также изготавливаются из сплава благородных металлов. Электроника, для которой губительны искровые разряды, использует родий для покрытия особо ответственных контактов. Термопары из родия и иридия служат в высокотемпературных – до 2200°С – термометрах.

Родиевое покрытие предохраняет различные материалы от коррозии.

Ювелирное родирование

Серебро, помимо прочего, склонно к потускнению, а доступные способы очистки изделий не всегда позволяют сохранить художественную выразительность благородных металлов. Белое золото заметно желтит, что мешает восприятию красоты .

Гальваническое нанесение родиевого покрытия решает проблему. Украшения из родированного серебра выглядят на редкость аристократично. Присущая ювелирному серебру не самой высокой пробы легкая оцвеченность, возникающая из-за введения меди в состав лигатуры, нивелируется родием.

Кроме того, родий, нанесенный на серебро, исключает возможность возникновения окисной пленки на металле. Родированные изделия не нуждаются в чистке, в течение длительного времени сохраняют парадный блеск, прекрасно очищаются мягкими моющими средствами.

Долговечность родиевого покрытия

Столь тонкий слой родия почти не меняет цвета изделия и поэтому широко применяется при изготовлении ювелирной продукции из цветных – зачастую весьма хрупких – .

Непрозрачный слой родия может достигать толщины в 25 тысячных миллиметра. Именно так родируют изделия, предназначенные для каждодневной носки. Обручальное кольцо, покрытое слоем родия в 25 микрон, сохраняет свои внешние достоинства в течение не менее чем десяти лет!

По опыту пользования, возобновление родиевого слоя на кольцах, серьгах, цепочках требуется раз в пять лет и реже – в зависимости от интенсивности использования изделия. Во многих случаях качественно выполненное родирование украшает металл десятилетиями.

Родий – это не так уж и дорого

Те, кто не имеет отношения к драгоценным металлам и видит их только в ювелирных изделиях, порой недооценивают родий. Опровергнуть это мнение может один занимательный факт.

Когда-то на фабрике по переработке родия существовала уникальная ступка для измельчения драгоценного металла. На вид она была обыкновенной, разве что весила 30 кг. Однако её цена оказалась соизмерима со стоимостью… всего завода. А всё потому, что материалом для ступки стал очень редкий благородный металл – родий.

Что такое родий?

В периодической системе Д.И. Менделеева он известен как 45 элемент, который в реальности является одним из самых редких на Земле драгоценных металлов.

Родий был открыт в 1803 году известным английским учёным Уильямом Гайдом Волластоном. В самородном растворе платины исследователь обнаружил ярко-розовый порошок. После прокатки в атмосфере водорода красноватый порошок превратился в тяжёлый металл белого цвета, внешне напоминающий алюминий.

За особый оттенок он получил название ροδον, что в переводе с греческого означает «роза».

История родия

Количество родия в платине измеряется в долях процента, и долгое время драгоценный металл был практически недосягаем.

В 1819-1824 годах на Урале обнаружили богатейшие россыпи так называемой сырой (то есть самородной) платины. Уже через несколько лет после этого её количество составляло около двух тонн. Для дальнейшей обработки платину отправляли в Петербург, а родий и другие сопровождающие её металлы – в отходы.

Только в 40-х годах XIX века профессор Казанского университета К.К. Клаус заинтересовался уральскими месторождениями и нашёл в них «не малое количество родия, иридия, осмия и палладия». Тогда же учёный открыл ранее неизвестный металл платиновой группы – рутений.

Несмотря на то, что до начала XX века в России добывалось около 95 % мировых запасов платины, применение сопутствующим ей редким металлам так и не нашли, и продавали родий за рубеж, можно сказать, за бесценок.

В 1918 году в нашей стране открылся Институт по изучению платины и других благородных металлов, где проводились важнейшие исследования родия. И уже в 1925 году редчайший металл был впервые получен в СССР.

До сих пор его, как и остальные металлы платиновой группы, получают из «сырой» платины или в процессе аффинажа золота. Однако даже в наше время свойства этого невероятно редкого элемента до конца не изучены.

Почему ценится родий?

Высокая температура плавления (1960 градусов) и устойчивость к внешним воздействиям сделали его популярным во многих сферах промышленности, в том числе химической, стекольной и ювелирной.

Мировые запасы родия составляют всего несколько десятков тонн. Несмотря на то, что стоимость родия в несколько раз выше, чем золота, спрос на него возрастает с каждым годом.

По сравнению с другими металлами платиновой группы родий более яркий и твёрдый – пластичным он становится только при нагревании.

Родий не окисляется на воздухе, ему не страшна влажная среда, влияние кислот, серы, хлора, фтора и других агрессивных сред. Благодаря высокой прочности, родий более долговечен, чем другие металлы. Его отражающая способность – около 80%. Конечно, она ниже, чем у серебра, но стойкость к коррозии и температурному воздействию у родия намного выше.

Именно поэтому его используют в качестве защитно-декоративного покрытия украшений из золота и серебра.

Родирование

Родирование – это нанесение тонкого слоя родия (0,1 – 0, 25 мкм) на поверхность ювелирных изделий. Покрытие улучшает не только внешний вид металлов, придавая поверхности платиновый блеск, но и их химические и механические свойства. Кроме того, родий не тускнеет со временем.

На ювелирные украшения металл наносится с помощью электрохимической реакции. Нанесение гальванического покрытия требует особого внимания, точности соблюдения самого технологического процесса и подготовки к нему.

Изделие проходит несколько этапов: ультразвуковую мойку, обезжиривание в растворах щелочи и серной кислоты, промывку и обработку в парогенераторе. На завершающем этапе поверхность обрабатывается специальным маркером под воздействием электрического тока либо полностью окунается в гальваническую ванну.

Родий – металл с белым блеском, поэтому особенно выгодно покрытие смотрится на украшениях из белого золота и серебра. В изделиях из красного золота с помощью декоративного покрытия достигается сочетание в одном украшении сразу нескольких оттенков металла без использования спайки разных сплавов.

Традиционно родием покрываются места закрепки ювелирных камней (например, бриллиантов или сапфиров), чтобы подчеркнуть блеск ювелирных вставок.

Чёрное родирование

Ювелирами часто используется чёрное родиевое покрытие, которое придаёт украшениям чуть состаренный или, напротив, свежий современный вид, а камни на таком «фоне» выглядят более яркими и выразительными. От чего же зависит цвет родия?

Если внимательно прочитать состав на упаковках родия различного оттенка, вы заметите, что все они отличаются лишь одним компонентом – раствором солей. От него-то из зависит цвет будущего покрытия. В остальном же родий различных цветов абсолютно идентичен, а значит, сохраняет все те же свойства, что и привычный нам светлый металл.

Уход за родированными изделиями

Прежде всего необходимо помнить, что родирование – это всего лишь покрытие, тонкий защитный слой на поверхности украшения. Поэтому забудьте про порошки, наждачную бумагу и другие абразивные вещества, применяя которые, вы рискуете испортить изделие.

В том случае, если родаж повредился, самое лучшее – обратиться к специалисту, который в короткие сроки восстановит декоративное покрытие. Если такой возможности нет, используйте те же методы, что и для очистки серебра.

Происхождение и свойства родия

Россия долгое время закупала родий за рубежом, вплоть до 20-ых годов прошлого столетия. Это при том, что открыл элемент англичанин Уильям Гайдом еще в 1803-ем. Да и запасы родия в России одни из самых крупных в мире.

Дело в том, что редкий металл содержится только в самородной платине, и то только в сотых долях процента. Чтобы добыть килограмм родия, надо переработать тонны , а ее как раз до первой четверти 20-го столетия в нашей стране не умели очищать от примесей.

Европейские же ученые не спешили делиться с россиянами технологией извлечения родия, палладия и других ценных добавок, содержащихся в самородной платине.

Так что власти советов пришлось в 1918-ом создать отечественный центр изучения платины. Первый добытый родий из нее россияне извлекли только в 1925-ом. Важность произошедшего можно понять, если вспомнить, сколько сейчас стоит унция редкого металла. Английская мера веса равна 28-ми граммам, а просят за нее не менее 7-ми тысяч долларов.

Применение родия

Цена родия высока не только потому, что элемент драгоценный, но и потому что отраслей, где он нужен, больше чем самого металла. Если его запасы были внушительнее, то родий пригодился бы при получении чистого графита. Его используют в реакторах атомных станций. Обладает дорогостоящий элемент и обеззараживающими свойствами, к примеру, очищает воду.

Но, применяют родий только там, где ему нет более дешевой и распространенной альтернативы. Каждый год несколько сотен килограммов металла тратят на производство азотной кислоты. Без сеток из родия с платиной вещество не получить. Металлическая основа служит катализатором при химической реакции.

Без металла родия не обходится производство посуды для химических лабораторий. Драгоценный элемент не вступает в реакцию, практически ни с какими элементами. В колбах и пробирках из родия можно смешивать любые вещества.

Без металла, размещенного под 45-ым номером в , невозможно измерить высокие температуры. Родий настолько устойчив к жару, что используется для производства термопар. Это датчики температуры из двух соединенных проводников. Детали из родия способны зафиксировать, не оплавившись при этом, температуру в 1800 градусов Цельсия.

45-ый элемент нужен при изготовлении выхлопных систем автомобилей. В них металл выступает в роли катализатора. Родием покрывают зеркала измерительной техники. Редкий элемент чуть уступает по отражающим свойствам , зато, устойчив к газам, способным вызвать коррозию элементов.

Из драгоценного вещества и фильтры жидкокристаллических мониторов. Потребность в них растет с каждым годом. Требуется все больше и больше родия на эту отрасль промышленности. Есть драгоценные минералы, которых в искусственных условиях растут только на фильтрах из сплава платины и родия.

Покрытия из металла №45 необходимы некоторым драгоценным украшениям. Пленка редкого металла делает изделия сверкающими. Родий отражает 80% лучей видимого спектра. Украшения с родием не теряют блеска долгие годы. Кстати, холодное сияние родия отлично подчеркивает переливы бриллиантов и фианитов. Редким металлом стараются покрывать .

В нем часто содержится , который у 20% людей вызывает аллергию, покраснение и зуд кожи. Напыление родия не дает опасному металлу контактировать с телом. К тому же, изделия с элементом №45 не царапаются, не окисляются, устойчивы к температурам. Изделия с редким металлом называют родированными.

И все же, по возможности ювелиры стараются заменить родий другими драгоценными металлами, к примеру . Он немного уступает по характеристикам элементу №45, но более доступен. Геологи оценивают мировые запасы родия всего в несколько тонн. Каждый год человечество расходует примерно полтонны.

Месторождения и добыча родия

Раньше, основные залежи находились в России. На Урале были найдены внушительные запасы самородной платины. Но, теперь, их уже разработали. Сегодня по добыче и запасам родия лидирует Мексика. За ней следуют Южная Африка и Колумбия. Есть содержание драгоценного металла в золотых песках США. Остальные страны довольствуются крохами.

Роза – царица цветов, а родий , судя по всему, — царь металлов. Название элемента в переводе с древнегреческого означает именно «роза». Правда, когда редкий металл называли, ему еще не нашли применение, поэтому и не подозревали о важности его персоны. Имя родий получил благодаря цвету своих типичных соединений, — они красные, как и розы.

Лишится данного металла, человечество не может. Поэтому, разрабатывают технологию добычи родия из радиоактивных отходов. Металл №45 накапливается в них. На тонну осколков приходится до 180-ти граммов элемента.

Атомная энергетика так развита, что добыча родия из отходов ее производство по объемам должно превысить количество металла, извлекаемое из руд земной коры. Физики так же трудятся над схемами новых реакторов, в которых будет накапливаться еще больше металла №45.

Можно потерять весь родий, если растворить его сплав с в соляной кислоте, а после, отфильтровать. Реакция даст осадок родия , называемый мелкодисперсным. Он взрывается на воздухе.

Так что, разом пропадут и запасы царя драгоценных металлов и, пожалуй, земли, окружающие точку взрыва. Мелкодисперсное состояние металла единственное, в котором он не устойчив. Компактный элемент №45, как уже говорилось, не реагирует ни на какие «раздражители».

Сегодня в России родий получают при переработке платины. До этого момента процедура была проблематичной, так как о технологии извлечения этого металла из платины ничего известно не было. Чтобы добыть 1 килограмм этого ценного металла, нужно переработать не одну тонну платины.

Если родий присутствует в ювелирном изделии, он позволит ему быть менее восприимчивым к механическим повреждениям, царапинам и ударам.

При обработке украшений родиевым покрытием, скорее всего, оно станет дороже, но в любом случае для клиента это будет выгодная сделка. Так как позволит сэкономить на восстановлении изделий в случае их повреждения.

Родий можно найти на 45 месте в периодической таблице Менделеева. Его относят к одному из редчайших драгоценных металлов, которые встречаются по всей Земле. Открыл родий Уильям Гайд. Сделал он это в 1803 году, при обнаружении в платиновом растворе ярко-розового порошка.

Затем он прокатал его атмосфере водорода, и в результате это вещество превратилось в материал белого цвета, по внешним признакам похожим на алюминий. В результате, благодаря этому оттенку, материал получил название «ροδον», в переводе на русский слово обозначает «розу».

В чем ценность родия?

Особую популярность этот драгоценный металл получил в таких сферах производства, как ювелирная, химическая и стекольная. Всё это благодаря его высокой температуре плавления, а именно 1965 градусов, и стойкости по отношению к внешним раздражителям.

Родий – не самый дорогой металл, но он один из самых ценных, так как его запасы в мире очень малы – около нескольких десятков тонн. Это ещё один из основополагающих факторов, которые сделали его дороже, чем золото. Стоит заметить, что цена никак не повлияла на высокий спрос на родий.

Интересно! Если сравнивать родий с остальными металлами платиновой системы, он будет самым ярким, и иметь высокий показатель твердости. Более мягким он может стать только в результате нагрева.

Что означает родирование?

Родированием называют нанесение на поверхность чего-либо тонкого слоя металла, обычно это толщина равна 0,1-0,25 мкм. К примеру, ювелирное изделие из родия всегда будет иметь приятный внешний вид благодаря платиновому блеску, а также устойчивость перед внешними раздражителями.

А ещё родий в ювелирном изделии не позволит ему со временем стать тусклым и потемнеть.

На украшения металл будет наноситься с использованием химической реакции. Затем изделие проходит этап ультразвуковой мойки, обезжиривания в щелочном растворе, промывки и обработки в парогенераторе. После остается пройти последнюю обработку маркером под воздействием тока или же предмет опускается в гальваническую ванну.

Самым выигрышным вариантом будет использование родирования для драгоценностей из , так как сам металл имеет особый белый блеск. Ещё одним традиционным использованием напыления есть покрытие им мест зацепки ценных камней, например, бриллиантов.

Что такое черное родирование?

Черный способ родирования часто используют ювелиры. Это позволяет сделать ювелирное изделие в винтажном стиле или, наоборот, исполнить его в современной манере и подчеркнуть яркость и оригинальность ценных камней, используемых в украшении.

Но иногда может возникнуть вопрос: от чего зависит появление черного цвета родия? Ответ довольно прост: на это влияет лишь одна составляющая – это раствор солей. Именно он определяет то, каким будет оттенок напыления.

Платиноиды

Платиноидами называют 6 металлов, которые входят в единую платиновую группу. В её состав входят палладий, рутений, родий, иридий, платина, осмий. Все они имеют схожесть в химических и физических свойствах, и зачастую встречаются в одних и тех же природных месторождениях.

Сегодня каждый из металлов этой группы в большей или меньшей степени используется в производстве ювелирных изделий. А ранее их использовали в древней России для производства монет. В 1970-х годах эти металлы применяли в производстве автомобилей.

Преимущества и недостатки родирования ювелирных изделий

Понимая, также следует разобраться в том, что оно может привнести полезного, а что негативного для украшения. Его применяют с целью уберечь изделие от износа в ближайшие годы и придать ему особый внешний вид, благодаря характерному блеску металла родия.

Существуют специалисты, которые делают родирование уже готовых изделий, которые со временем износились и потускнели. Это проделывается в несколько этапов:

1. Шлифовка и полировка изделий. Это нужно для того, чтобы получить ровную поверхность, что поможет нанести напыление максимально эффективно.
2. Обезжиривание и промывка.
3. Помещение изделия в гальваническую ванну с особым раствором.

К недостаткам такого родирования относят влияние времени и частой эксплуатации на состояние украшения. В итоге слой может потрескаться или начать стираться. Если подобная ситуация произошла, родирование производят повторно.

Цена

Родий недаром относится к одним из самых дорогостоящих металлов, его цена за грамм достаточно высока. В начале 2017 года цена за тройскую унцию родия установилась на отметке 845 долларов США.

Таблица изменений цены за тройскую унцию родия за последние 10 лет:

Чтобы рассчитать цену за грамм, нужно разделить 845 на 31,1 (это вес тройской унции). Стоит заметить, что реальные цены во многом отличаются от биржевых. Если говорить о нанесении родия на ювелирное украшение, это будет достаточно дорого, если взять во внимание небольшое количество затрат металла для родирования.

Важно! Высокая обусловлена дефицитом металла, его высоким уровнем применения в каких-либо сферах производства и низкими объемами добычи.

Как ухаживать за украшениями с родиевым покрытием?

Чтобы сохранять изделие в его первоначальном виде, стоит понимать: родирование обозначает, что изделие покрыто очень тонким слоем металла, который может стираться. Поэтому, если в руки попадают какие-либо агрессивные по отношению к родию материалы, например, наждачная бумага или химические вещества (порошок) – в таком случае лучше снять изделие с руки, если это кольцо или браслет.

Существуют советы, которые всегда дают специалисты для того, чтобы уберечь украшение от повреждений:

• нельзя чистить металл пастой для зубов или зубным порошком. Также стоит уберечь от амиакосодержащих средств;
• желательно снять украшение перед сном или походом в баню;
• если на кожу наносились какие-либо спиртосодержащие вещества, изделие можно надеть только после того, как они впитались;
• нельзя подвергать родирование химическому воздействию;
• для чистки ценностей стоит использовать теплую воду и специальную ювелирную салфетку, для того чтобы хорошо отполировать поверхность;
• желательно один раз в несколько лет отдавать украшения на полировку профессионалам. Они очистят его, придерживаясь всех правил, а также, при необходимости, сделают повторное родирование.

Ели придерживаться этих простых правил, украшения всегда будут иметь свежий и эстетичный внешний вид.

Родирование серебра

Существует категория людей, которая не носит золота в принципе, а удовлетворяется только изделиями из серебра. Родирование этого металла происходит так же, как и золота. Оно будет актуально для тех людей, кто хочет уберечь серебро от окисления и потемнения со временем.

Родирование серебра поможет украшениям сиять ещё больше и иметь вид только что купленного изделия ещё на протяжении многих лет. Этого результата удается добиться потому, что родий не окисляется в воде или на воздухе, а также не вступает в реакцию с кислотами.

Заключение

Роль родия в жизни ювелирных изделий очень важна. Он помогает сохранить их товарный внешний вид и уберечь от различного рода повреждений, химических и механических.

При этом украшения с родированием не требуют особо сложного ухода за ними. Несколько простых правил по уходу помогут избежать потемнения и стирания слоя родия.

Элемент 45 порядка относится к редкоземельному типу металлов, а цена за 1 грамм родия в рублях пару лет назад составляла в 10 раз больше стоимости золота! И потребность в нем очень высокая.

Одна из главных классификаций химических элементов проводится по принадлежности их к классу металлов. Они составляют большую часть всех существующих элементов, но 8 из них, с особыми свойствами, относятся к драгоценным металлам. Еще пять из этих металлов известны, благодаря использованию сплавов на их основе в ювелирном деле. К ним относятся следующие представители:

• платина;
• золото;
• серебро;
• палладий;

Если первые четыре названия вызывают непосредственно визуализацию, то последний элемент известен не всем.

Добыча родия и стоимость

В природе он встречается в рассеянном виде. Существует ограниченное количество месторождений золота, платины, где родий находится в небольших количествах 1·10 −7 % от общей массы. Получают его в виде порошка или сульфатов после сложных химических реакций, проводимых с сопутствующими минералами.

Тот фактор, что в мире ежегодно добывается всего лишь 30 тонн этого материала, а потребность в нем очень высокая, определяет его стоимость. Динамика цен за 10 лет (начиная с 2008 года) очень сильно менялась, но стабилизировалась в течение последних 2 лет. Биржевые цены являются показателем общей стоимости, естественно, что стоимость материала для потребителя возрастает почти в 10 раз.

Несмотря на то, что сегодня цена на 1 грамм родия заметно упала в сравнении с прошлым десятилетием, в среднем она составляет 25-28 $ за 1 грамм или 1550-1800 рублей.

В своей истории самая высокая стоимость была зафиксирована в 2008 году, когда стоимость одного грамма составила 322 доллара США, а самая низкая в 2015 году, когда цена снизилась до 24 долларов. В последние 2 года цена изменялась в диапазоне 25-28 долларов и на конец 2017 г. составила 28 у. е. или в рублях - 1624.

Где используют родий

Ювелирное дело

Сказать, что родий красивый — значит, ничего не сказать. Всего лишь одно нанесение на поверхность даже самого неприглядного сплава, способно придать невероятно дорогой внешний вид. В некоторых случаях без родиевого покрытия просто не обойтись. Появление белого золота стало возможным благодаря появлению технология покрытия родием.

Оптика

Поверхности он придает особые характеристики: прочность, светоотражательную способность. Обладая очень прочными межмолекулярными связями, родий защищает поверхность от механических повреждений, таких как царапины, вмятины от ударов. Способность такой поверхности отражать световые лучи используется при изготовлении оптических приборов, зеркал, ЖК экранов. Высокая t плавления (1900 C) незаменима при изготовлении термопар.

Органическая химия

Родий используется в качестве катализатора в органике. В производстве при изготовлении фильтров для автомобилей, нейтрализующих выхлопные газы. Для получения азотной кислоты.

Особенности

Его блеск не входит в сравнение ни с одним из других металлов, но из него не изготавливают никаких изделий. Почему? И дело не только в высокой стоимости (1 грамм металла стоит 28 долларов), в большей степени определяется это техническими свойствами элемента, сложностями его обработки, нахождением в природе.

1. Родий не имеет собственных минералов, т. е. вы не встретите это металл в таком виде, как руду, золотой песок, слитки или кристаллы. Найти и извлечь его можно только как сопутствующий элемент при добыче платиновых пород, групп осмистого иридия, медно-никелевых руд.
2. Родий обладает кубической гранецентрированной структурной решеткой, которая определяет высокую плотность (12,41 г/см³- выше, чем у Fe) и прочность металла. Для обеспечения практичности любого металла ему нужна не только прочность, но и пластичность, в случае родонием нужной пластичности или нет. А повышенная прочность для металла сродни с такой характеристикой как хрупкость.

Технология родирования

Как говорилось выше, родий наноситься на поверхность изделий, придавая им декоративно-прочностные свойства. Технология нанесения родия в виде сульфатов называется гальваническое родирование.