Что такое родирование ювелирных изделий: покрытие родием золота и серебра

Что представляет собой

Родий – это благородный металл, платиноид. 45-й элемент периодической системы Менделеева.

Родий – самый дорогой и твердый из платиноидов.

Выглядит родий по-разному:

• Соединения – розовые, красные. Поэтому новый элемент назвали родием – по-древнегречески «роза».
• Металл – голубовато-серебристый, с холодным аристократичным блеском.
• Порошок – серый до черноты.

Международное обозначение – Rhodium (Rh).

История открытия

Изначально металл считался отходом, побочным продуктом платинового производства.

Первым им заинтересовался в 1803 году британский химик Уильям Волластон.

Он исследовал платину с копей Южной Америки, проделав серию опытов:

• После растворения образцов царской водкой жидкость стала розово-красноватой.
• Когда платина с палладием выпали в осадок, образовался порошок багровых оттенков.
• Его прожарили в водороде.

Результатом стал массивный сероватый порошок.

Потеряла медицина, зато химия приобрела

О химии не помышлял, учился в Оксфорде, выучился на врача, захотел работать в госпитале святого Георгия. Однако молодому врачу отказали, и взяли другого. Обиженный Волластон плюнул на медицину и занялся химией и физикой. Неизвестно, что потеряла медицина, но человечество должно быть благодарно ученому за его работы с металлами платиновой группы.

Работы Волластона в химии высоко оценены учеными. Нас интересует родий. Волластон — «папа» родия, как и палладия. Причем Волластон не был просто ученым сухарем, а несомненно обладал чувством юмора. История знакомства народа с палладием подробнее описана в статье о палладии.

Родий остался в тени палладия, а зря. Ученый выделил металл в процессе работ с самородной платиной, а в ее состав входили палладий, родий и другие металлы платиновой группы.

Название родий — серебристый, бело-голубоватый металл — получил от древне-греческого слова ῥόδον, роза. Металл белый, а соли родия глубокого красного цвета. Растворите родий в царской водке и убедитесь сами.

Родий в природе

Родий классифицируется как редкий элемент.

Массовая доля родия в недрах планеты – одна миллионная процента. Почти в 500 раз богаче метеориты.

Чистой родиевой руды не существует, элемент представлен другими видами:

1. Компонент платиновых руд, золотоносных песков.
2. Элемент осмиридиевых минералов в медно-никелевых залежах.
3. Родистый невьянскит. Наиболее щедрый на родий минерал (более 10%).

Самостоятельного минерала Rhodium не найдено, он всегда выступает компаньоном.

Черное родирование

Довольно необычным считается применение черного родирования. Многие ювелиры используют черный родий для придания украшениям состаренного вида или камням яркости и оригинальности в современных изделиях винтажного стиля.

На цвет металла, а соответственно и на покрытия, влияет такой компонент, как солевой раствор. Именно он и определяет конечный цвет родиевого напыления и оттенок кольца, цепочки, кулона, прочего.

Покупая драгоценности, необходимо уточнять, содержат ли они покрытие из родия. Хоть это и повышает стоимость, но при этом оно будет защищено и прослужит гораздо дольше.

Физико-химические характеристики

Родиевые соединения устойчивее к механическому, химическому воздействию, коррозии, чем платина или золото:

• Механическая обработка возможна только при 810-900°C.
• Раскаленная царская водка, крепкая серная кислота способны растворить лишь порошковые фракции, и то не сразу.
• Без проблем сплавляется с металлами (особенно платиноидами).

На воздухе родий окисляется в диапазоне 600-800°C. На уровне выше 800°C оксидная пленка с поверхности исчезает.

Природный Rhodium не имеет формулы, поскольку состоит только из изотопа 103Rh.

Процесс нанесения

Чтобы покрыть ювелирное изделие родием, его сначала нужно подготовить. Украшение полируется до тех пор, пока не исчезнут все следы его использования. После этого изделие обязательно промывается и обезжиривается, а только потом помещается в гальваническую ванну, где и осуществляется сам процесс родирования.

В подготовленную емкость сначала наливается специальный раствор, содержащий в себе положительно заряженные частицы солей металла. Само изделие перед погружением заряжается отрицательно. После его помещения в жидкость через нее пропускается электрический заряд, который и провоцирует притягивание разных частиц друг к другу. Украшение, являющееся анодом, под воздействием тока должно полностью исчезнуть под слоем родия. В зависимости от времени воздействия и интенсивности электрического заряда изменяется толщина слоя покрытия.

В качестве основного элемента в данном процессе ранее выступали родиевые соли, но поскольку добывать их крайне сложно, то со временем вещество было успешно заменено на сульфат родий в концентрированном растворе. Производят его специального для покрытия украшений в достаточном спросу количестве.

Месторождения, способы добычи

До начала третьего тысячелетия «хранителем» большинства запасов руды была Россия с гигантскими залежами самородной платины на Урале и в Заполярье.

Сегодня лидерство по запасам у Мексики (43%), золотые пески которой перенасыщены родием. Далее идут месторождения ЮАР, Колумбии, США.

Ежегодный мировой объем добычи родия не превышает 31 тонны.

Экспортер металла номер один (80% объемов) – Южная Африка.

Добыча родия промышленных масштабов ведется закрытым (шахтным) способом. Ее усложняет состав руды: металл перемешан с золотом, палладием, платиной и серебром.

Недостатки покрытия

Главным минусом данного металла является его хрупкость, которая и не допускает его применения непосредственно в изготовлении ювелирных украшений. Конечно, даже если не учитывать этот факт, изделия из родия не изготавливаются еще и в связи с его высокой стоимостью, которая превышает цену золота в десятки раз. Чтобы только покрыть родием кольцо или цепочку, понадобится в среднем заплатить 500-1000 рублей, и то подобную услугу могут оказать не в каждой мастерской.

После ремонта родированное изделие чаще всего требует повторного покрытия, поскольку верхний слой металла может отслаиваться при механическом воздействии.

Также следует учитывать, что наносится покрытие очень тонко, а значит, со временем при регулярном использовании может попросту стереться. В среднем кольца, браслеты и цепочки способны сохранить первоначальные характеристики в течение пяти лет, для сережек этот срок составляет уже порядка 10 лет.

Технология получения

Получение чистого металла – сложный многоэтапный процесс.

Традиционный метод

Включает очистку платиновой руды и извлечение компонента Rhodium.

С месторождения сырье везут на обогатительный комплекс.

Здесь драгоценные компоненты и «порожняк» разделяются:

• Руду измельчают, заливают водой с химическими компонентами.
• Смесь насыщают воздухом под давлением.
• Пена всплывает, захватывая частицы платины.
• Ее снимают, отправляют сушиться.

Содержание платины достигает 110-990 граммов на тонну.

Следующий этап – металлургия. Концентрированную смесь погружают в печи, нагревают до 1500°С. Пустая порода сжигается, шлак удаляют продувкой. Содержание металла увеличивается до 1400 г на тонну.

Заключительный этап – аффинаж. Он позволяет выделить из платины другие элементы.

Для высвобождения родия используют раствор, оставшийся в процессе очистки платины. После воздействия химическими компонентами и прокаливания получается почти чистый металлический родий.

Путь от транспортировки руды с месторождения до получения чистого родия занимает пять-шесть месяцев.

Из ядерных отходов

Разрабатывается технология получения родия из отходов работы атомных электростанций. Это решает несколько проблем: увеличение количества редкого металла (в отработанном ядерном топливе его может оказаться больше, чем на всей планете) плюс экология.

А это не опасно?

Для обеспечение хорошей адгезии и качественной структуры драгоценного металла в покрытии важно провести правильную химическую обработку поверхности. При необходимости грубые дефекты выводят на полировальном станке.

При несоблюдении последовательности или пропуске одной из стадий подготовки нет гарантии получения качественного осадка. Удалить некачественное покрытие сложно, это требует дополнительного времени и влечет за собой дополнительные расходы.

Несмотря на множество химических реактивов, которые используются при обработке, покрытые изделия полностью безопасны при использовании. После родирования на поверхности деталей не остается следов электролита.

Где используется

Металл, несмотря на запредельную цену, востребован в больших объемах, чем добывается.

Родиевая фольга и проволока

Промышленность

Его свойства обеспечили использование родиевых сплавов промышленным комплексом, особенно в катализаторах:

1. Иридиевые либо платиновые содержат приборы для определения температур порядка 2200°C.
2. Только на платиново-родиевых фильтрах вырастают в лабораториях некоторые кристаллы.
3. Сплав с платиной уменьшает цикл получения азотной кислоты.
4. Из них получаются нейтрализаторы выхлопов автомобилей.

Автопром – главный потребитель родия.

1. Потребитель металла номер два – стекольное производство. В родиево-платиновых сосудах выплавляют стекломассу, получая тончайшие нити.
2. Им покрывают поверхность зеркал сверхточных приборов. Все благодаря тому, что поверхность металла отражает 80% света видимой части спектра, не тускнеет от супержара.

Радиотехника как основу для изготовления деталей его не использует – слишком хрупкий, ломкий. В радиодеталях (включая советскую технику) это лишь покрытие. Родием покрыты, например, контакты (герконовые реле) РЭС 55(А).

Материал новой эпохи

Металлический родий используют как компонент материала зеркал лазерных систем, дифракционных решеток спектрометров.

Родиевыми детекторами снабжают аппараты, измеряющие поток нейтронов.

Важной сферой применения становится электроника. Из металла выполнены фильтры ЖК-мониторов (телевизоры, ноутбуки, айфоны, другие гаджеты).

Ювелирное дело

В сегменте ювелирных украшений и часов металл – напарник золота, платины, серебра.

Ювелиры оценили родирование. Это процедура покрытия поверхности ювелирных изделий тончайшим (0,11-0,26 мкм) слоем родия.

Родирование ювелирных изделий

Родиевое покрытие тоньше человеческого волоса, но творит чудеса:

• Серебро, обработанное родием, начинает сиять, становится прочнее. Не тускнеет, не темнеет на воздухе.
• Платина становится крепче, обретает сияние.
• Поверхность рядового золота получает элитарный платиновый блеск. Изделие становится более износостойким.

Этим преимущества не исчерпываются. Благодаря родию стало возможным создание белоснежного – для эстетов и черного – поклонникам авангарда золота.

Родирование улучшает эстетические и утилитарные характеристики ювелирных изделий.

Недостатки не критичны:

1. Запрещена чистка абразивами, от которых слой повреждается.
2. После ремонта требуется покрытие украшения новым слоем.

Срок службы покрытия в ювелирных изделиях определяется толщиной и интенсивностью использования. На практике это пять-семь, при бережном отношении – десятки лет.

Кольцо покрытое родием

Применение металла

Родий — металл «высокомерный», в реакции с большинством соединений и элементов не вступает. Его устойчивость рождает спрос на него в разных отраслях промышленности. Останавливает одно — цена. Тем не менее металл используют в химической и стекольной промышленности.

Рекомендуем: УРАН — металл для мира и войны

Для получения азотной кислоты используются катализаторные сетки. Хотя родия в сплаве этих сеток всего 5-7%, этого количества достаточно для существенного повышения прочности сетки и потерь платины в процессе работы.

Применение родия растет каждый год. Физические свойства элемента незаменимы в автомобильной промышленности. Высокий коэффициент отражения — и родием успешно покрывают фары автомобиля. Фильтры-нейтрализаторы выхлопных газов автомобилей веселее и гораздо лучше работают с родиевыми катализаторами.

Уксусную кислоту получают из метилена, здесь не обойтись без родиевых катализаторов.

Жидкокристаллические экраны (наши дорогие мониторы и телевизоры) не смогут обойтись без сплава платина-родий — а нам уже не обойтись без телевизоров и компьютеров.

К сведению: есть мнение, что в советских радиодеталях использовались элементы из чистого родия. Это миф. А вот в качестве покрытия контактов металл применялся.

Для нас, любимых

Родирование применяют для изделий из серебра и белого золота.

Серебро склонно к окислению, со временем украшения темнеют, а это нравится не всем. Родиевое покрытие придает серебряному изделию белизну горного снега, яркий блеск.

Человек, хорошо различающий оттенки цветов, заметит, что «белое золото» — не абсолютно белое. Оно имеет еле различимые розовый, серый, желтоватый оттенки. Оттенок зависит от лигатуры (металлов-добавок в сплаве). Это могут быть медь, серебро, палладий, цинк. В России в качестве лигатуры применяется никель, Европа этот металл запрещает из-за его высокой аллергенности.

Влияние на здоровье никелевой лигатуры недостаточно исследовано. Однако считается, что 10-20%% людей имеют аллергию на никель, даже если они не знают об этом. Высыпания на коже у таких людей появляются после контакта с никельсодержащими украшения.

Важно: если есть аллергия на никель, не носите украшений с ним. Снимете украшение, сыпь пройдет, аллергия останется верна на всю жизнь.

Преимущества родированных изделий:

1. Высокая износостойкость.
2. Яркий, почти зеркальный блеск.
3. Гипоаллергенность.
4. Устойчивость к механическим воздействиям.
5. Химическая стойкость (родированные изделия не темнеют).

Рекомендуем: ВОЛЬФРАМ — самый тугоплавкий металл

Родирование — за и против

Приведем цитату:

«У меня отношение к родиевому покрытию, как к гриму на лице: вроде бы и красиво (хотя выглядит, в отличие от живых серебра и золота, как неживой), но как-то искусственно, а что там под ним — поди знай, может быть все, что угодно».

Сколько людей — столько предпочтений. Родирование не всегда превращает цвет металла в ювелирных изделиях в льдистый голубовато-белый. Родирование может быть черным.

Далеким от любви к украшениям людям невозможно объяснить, зачем делать украшение из золота, потом покрывать его слоем родия, делая белым (похожим на никель) или черным (похожим на титан). Здравомыслящий человек скажет — проще сразу изготовить колечко из никеля, серебра или титана.

Родирование украшений

Извинить такие «извращения» могут недостатки металлов, дающих аллергическую реакцию.

Интересно: аналитики считают, что любителей родированных изделий не волнуют долговечность и износостойкость изделия. Мода и вкусовые предпочтения определяют спрос.

Что скрывает родирование

Если украшение куплено в Турции или Китае, в сомнительной лавочке, то родирование может скрыть все — а главное, металл. Поди разберись, под блестящим слоем золото, серебро или вовсе медяшка.

Российские украшения клеймят до родирования. На украшениях должна стоять проба Пробирной палаты. Хотя некоторые умельцы ее подделывают, но фальшивка обнаруживается под лупой.

Предостережения

Свойства металла исследованы на предмет практического использования. Влияние на здоровье человека, другие биологические системы изучено частично.

Выяснено, что родиевые соединения – высокотоксичные канцерогены. Однако в сертифицированных ювелирных украшениях количество металла безопасно для человека.

Если сплав родия с кадмием (либо цинком) растворить соляной кислотой, профильтровать, высушить – получим порошок. Фактически это смесь, способная сдетонировать при обычных условиях.

Уход за родированными изделиями

Родирование подразумевает нанесение на ювелирное украшение тонкого защитного слоя из благородного металла, который со временем или под воздействием абразивных веществ стирается. Для предотвращения такой ситуации избегайте попадания на украшение подобных веществ или снимайте изделие во время их использования. Уход за родированными изделиями напоминает уход за украшениями из серебра. Основные правила следующие:

• Не допускается чистка украшений зубной пастой или порошком.
• Избегать попадания веществ, содержащих аммиак.
• После нанесения на кожу средств, содержащих спирт, украшение надевать после полного их впитывания.
• Во время чистки применять специальную салфетку для полировки поверхности и теплую воду.
• Перед сном или во время посещения бани, сауны украшение предпочтительно снимать.

Если придерживаться этих правил, внешний вид изделия будет в хорошем состоянии. При малейших повреждениях следует обратиться в ювелирную мастерскую для восстановления украшения и нанесения повторного покрытия.