Металлы – это большая группа простых элементов с характерными особенностями, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент и другое. Чтобы правильно классифицировать и понять, что к чему, необходимо разобраться со всеми нюансами. Давайте постараемся с вами рассмотреть такие основные виды металлов, как черные, цветные, драгоценные, а также сплавы. Это достаточно обширная и сложная тема, но мы постараемся разложить все по полочкам.
Что должен знать каждый?
Прежде чем классифицировать металлы по группам, необходимо разобраться с основными признаками. К первостепенным относят отрицательный коэффициент проводимости электричества. Это говорит о том, что с понижением температуры проводимость повышается, и некоторые проводники становятся сверхпроводниками. В это же время повышение температуры приводит к частичной или полной потере пропускной способности. К второстепенным признакам необходимо отнести металлический блеск, а также высокую температуру плавления. Помимо этого, некоторые металлы в виде соединений играют роль восстановителя при окислительно-восстановительных реакциях. Обратите внимание на то, что в природе чистые металлы практически не встречаются, поэтому забывать о руде и самородках тоже не нужно.
Палладий
Палладий очень похож на платину, но имеет значительно меньшую плотность, близкую к серебру. Монеты из палладия изготавливались только в 1977-1995 годах, это были коллекционные выпуски улучшенного качества PROOF и Uncirculated.
| Параметр | Значение |
| Цвет | Серебристо-белый |
| Химическое обозначение | Pd |
| Температура плавления | 1554° C |
| Плотность | 12,02 г/см3 |
| Твёрдость по шкале Мооса | 4,8 |
О черных металлах
К данной группе относят железо, а также его сплавы (чугун, ферросплавы). По сути, черные металлы – это сплав железа с углеродом, но помимо этого в составе есть и другие химические элементы, например сера, фосфор, кремний и др. Если нужно придать сплаву специфические свойства, необходимые для выполнения определенных целей, добавляются легирующие вещества, в качестве которых чаще всего выступает медь, хром или никель. Классифицируются все виды черных металлов по содержанию углерода. Так, существуют следующие сплавы:
- Чугун – количество углерода колеблется от 2 до 4,3%, в некоторых случаях достигает критической отметки в 5%. Различные химические элементы прямым образом влияют на свойства изделия. Так, сера с фосфором повышают хрупкость, а хромовые и никелевые присадки делают чугун более жаростойким и устойчивым к коррозии.
- Сталь – содержание углерода до 2%. Отличается от чугуна высокой пластичностью, а также высокими технологическими показателями (проще поддается обработке).
Особенности чугуна и стали в подробностях
В настоящее время существует несколько видов чугуна, которые используются в быту, а также промышленности: литейный (серый) и передельный (белый). Последний отличается от первого вида тем, что углерод находится в связанном состоянии в виде цемента, в первом же случае — в свободном состоянии в виде графита. Понижение прочности данного материала обусловлено тем, что пластинки графита нарушают металлическую структуру, тем самым ослабляя ее. Существует модифицированный серый чугун. Его особенности в том, что графит находится в шаровидной форме, что повышает механические свойства изделия.
Вы наверняка уже успели понять, что стали более универсальны, что обусловлено не таким большим количеством углерода в составе. Так, конструкционные стали содержат от 0,02 до 0,85% углерода и используются для строительства. Основное их преимущество заключается в хорошей пластичности. Степень хрупкости низкая. Есть еще инструментальные, в которых содержание углерода несколько больше – от 0,65 до 1,4%, следовательно, это более прочный сплав, но хрупкий. Используется, как можно понять из названия, в качестве заготовки для создания инструментов (режущих, пилящих рабочих органов машин и агрегатов). Вот мы рассмотрели виды черных металлов, поэтому давайте пойдем дальше.
Благородные металлы
К данной группе относятся химически устойчивые, не окисляющиеся в воде и воздухе сплавы. Стоит отметить, что количество таких металлов на всей планете относительно невелико, а процесс добычи и обработки исключительно сложный и трудоемкий. Если издавна человечество знало всего о 7 группах, то сегодня их несколько больше. Так, наиболее известные виды драгоценных металлов: золото, серебро, платина, осмий, родий, палладий, иридий и др. Все они встречаются в природе. Также существуют так называемые изотопы. Их получают в лабораториях путем сложных химических реакций. Самый дорогостоящий такой металл – калифорний-252 стоимостью 500 тысяч долларов за грамм. К наиболее же востребованным относится осмий-187, получаемый в современных лабораториях.
Необычные материалы для монет
За историю существования монет выяснилось, что денежные знаки могут быть изготовлены из драгоценных металлов и недрагоценных, а также из необычных материалов. Например, ввиду большого дефицита во время Второй мировой войны, в Маньчжоу-Го стали выпускать деньги из картона с пропиткой хлоридом цинка. Служили такие деньги недолго, однако выбора в то время не было.
рис. 3. Монеты из фарфора
На протяжении 1914-1924 годов в Германии выходили монеты из фарфора, что также являлось необычном решением. А вот Африканское государство Конго относительно недавно, в 2005 и 2006 годах, выпустило монеты из дерева, а также из стекла. А в Приднестровье в современное время осуществляется выпуск денежных средств из полимерного материала. По мнению некоторых экспертов у такой технологии есть все основания получить широкое признание.
О серебре и золоте
Еще с эпохи каменного века люди знакомы с таким металлом, как золото. Можно с уверенностью сказать о том, что это самый главный драгметалл во всем мире. В природе чаще всего встречается в качестве самородков с небольшим количеством примесей или в сплаве с серебром. К исключительным особенностям стоит отнести теплопроводность и очень низкое сопротивление. Конечно, нельзя не отметить ковкость золота, из-за чего оно является крайне популярным материалом для изготовления ювелирных изделий. Интересный факт: самый большой золотой самородок нашли в Австралии. Весил он порядка 90 килограммов.
Если рассматривать основные виды драгоценных металлов, то нельзя не сказать о серебре. В природе данный материал встречается в самородном виде (серебряная руда). Но стоит отметить, что основная добыча осуществляется из комплексных руд, где серебра относительно немного, но залежи таких ископаемых встречаются чаще. Это очень мягкий и пластичный металл, который обладает исключительной электро- и теплопроводностью.
Медь
Первые медные монеты назывались пулами, были произведены в XV веке на новгородской и Тверской территориях, но распространения не получили. Они были мелки по размеру и не обладали идеально круглой формой. Соотношение их номинальной стоимости к серебряным монетам до сих пор точно не выяснено, точнее, нумизматам не удалось придти к единому мнению. Пулы имели хождение, хотя и очень ограниченное, до объединения Руси, после чего медные деньги появились вновь лишь при Алексее Михайловиче. Это была попытка уравнения серебра и меди, исходя из их размера и веса.
В результате последовал сокрушительный обвал курса и последовавший за ним печально известный «медный бунт». Идея была признана неудачной, и от нее быстро отказались. Полноценные монеты из меди начали чеканиться с начала XVIII века, причем они уже имели современную круглую форму и ходили наравне с серебряными «чешуйками», намного опережая в этом смысле свое время. Отличное качество этих медных монет позволило частично заменить объем монетного серебра, в котором страна уже испытывала недостаток.
Из этого металла были сделаны и первые монеты России, в частности — младшие номиналы до 5 копеек включительно 1924 г., однако, производство медных монет было признано нерентабельным и уже в 1026 г. им на смену пришли другие металлы — в частности, более долговечная и менее дорогостоящая бронза.
В новейшей истории России также была выпущена медная монета с мельхиоровой плакировкой, это были 5 рублей 1997 г. Больше их не чеканили, заменив основу на сталь, но в обращении они еще встречаются и по сей день.
Родий и платина
Родий – металл, не имеющий собственных минералов, поэтому является одним из самых дорогостоящих. За грамм придется отдать более 220 долларов. Данный благородный металл имеет серебристый цвет с голубоватым отливом. Отличается своей устойчивостью к химическим и температурным воздействиям, но крайне уязвим к механическим повреждениям ввиду своей хрупкости. Так как стоит достаточно дорого, то используется лишь там, где нельзя подобрать аналог.
Если рассматривать типы и виды металлов, то нельзя не сказать о платине, открытой в 1952 году шведским химиком. Это достаточно редкий материал и в природе встречается только в сочетании сплавов с другими металлами. Процесс добычи крайне трудоемкий и требует больших вложений, но оно того стоит, ведь на платину не действует ни одна известная на сегодняшний день кислота. При нагревании не изменяет свой цвет и не окисляется.
Из каких металлов и сплавов делают монеты.
Добавлено Июн 25, 2015 в Все о нумизматике
Из какого металла производятся и производились советские и российские монеты?
Такой простой вопрос вызывает интерес у многих людей. Начиная с XVIII века в Российской Империи, чеканили монеты из 3 главных металлов: золото, серебра и меди. В 1828 году к вышеперечисленным металлам присоединилась платина. Но монеты из драгоценного металла просуществовали совсем немного времени: лишь 17 лет. Уже в 1845 году монеты из платины были изъяты из обращения и полностью прекратили дальнейшее распространение. Монеты продолжали чеканиться из 3 металлов вплоть до 1926 года. Именно в этом году в Советском Союзе решили подменить алюминиевой бронзой ранее используемую медь. Что касается серебряных монет, то просуществовали они до 1931 года, а затем серебро поменяли на мельхиор. Именно тогда стали активно использоваться сплавы, которые состояли из недрагоценных металлов. Подобные сплавы актуальны и по сей день. Стоит обратить внимание на такой факт, что для коллекционеров делают исключения и иногда выпускают памятные монеты полностью из драгметаллов. Сейчас же мы взглянем на сплавы, которые имели место быть в советских и российских монетах.
Золото
Самые первые появившиеся монеты состояли именно из золота. Если точнее, то в том сплаве доля золота равнялась 75%. Золото известно своей мягкостью и пластичностью, а также красивым желтым цветом. . Из-за того, что ценится золото весьма высоко, его использовали лишь для особо крупных и ценных монет. Золото не отличается хорошей прочностью, поэтому его использовали зачастую в сплаве с медью для повышения прочности монет.
Серебро
В самые первые исторические монеты включали, помимо золота, серебро (25%). Серебро отличается своей пластичностью и мягкостью. Оно отличается изумительным серебристым цветом. Также серебро известно своим низкими литьевыми качествами и своей замечательной химической стойкостью. По структуре серебро тверже золота. Но его твердости все равно недостаточно, поэтому при чеканке монет использует сплав серебра с медью.
Платина
Первые монеты из платины появились в России в 1828 году, а уже в 1845 году их прекратили чеканить. Главной версией такого внезапного прекращения чеканки является то, что тогда платина из Европы резко взлетела в цене, что и повлияло на чеканку монет. Выпускать их стало слишком дорого. Сама платина является твердым и малопластичным металлом. Цвет его – серо-стальной. Платина известна своей химической стойкостью. В России чеканили монеты из неочищенной платины, так как в те годы просто не умели разделять металлы, входящие в состав платиновой группы. Всего в СССР выпустили одиннадцать монет из платины, а в России в 90-е годы – шестнадцать таких монет. С 1996 года монеты из платины перестали выпускаться.
Хочется отметить, что именно монеты из этих 3 металлов, находясь очень длительное время в жесткой среде (земле), не подвержены окислению и коррозии, а если даже и есть поверхностные изменения на монете, то вы легко сможете ее очистить.
Медь
Медь является металлом красного цвета, который не так стоек химически, как платина, золото или серебро. В тоже время медь в 3 раза тверже золота и в 2 – серебра. Для чеканки монет использовали не очищенную медь, однако после появления гальванических способов очищения, не очищенная медь прекратила постовляться на монетные дворы. В России и СССР монеты для внутреннего оборота из меди, выпускались с 1700 по 1926 гг. С 1926 года медь была заменена на алюминиевую бронзу.
Алюминиевая бронза
Этот металл все знают в качестве сплава желтоватого оттенка, который состоит на 95% из меди, а оставшиеся 5% приходятся как раз на долю алюминия. Такой вид бронзы известен своей устойчивостью к износу, а значит монета обладает очень сильными физическими свойствами. В СССР алюминиевую бронзу применяли во время выпуска монет номиналом 1,2,3 и 5 копеек на протяжении 1927-1957 годов.
Латунь
Латунь является сплавом из цинка и меди и имеет желтый цвет. Латунь тверже чистой меди. В Советском Союзе с 1958 по 1991 года латунь применяли во время чеканки монет, номинал которых равнялся 1,2,3 и 5 копейками. В 1991 году чеканились 10-копеечные латунные монеты. В России же латунные монеты чеканились с 1992 по 1993 года в монетах, номинал которых равнялся 50 и 100 рублей соответственно. С 1997 года латунные монеты чеканятся номиналом в 10 и 50 копеек. Также латунь использовали с 1997 года и в десятирублевках из биметалла.
Мельхиор
Это сплав меди,цинка и никеля. Имеет красивый цвет, такой же как у серебра. Очень стоек к механическим и химическим воздействиям. В Советском союзе чеканился для монет из оборота достоинством 10, 15 и 20 копеек в 1931-1957 годах. С 1997 года используется в 1 и 5 копейках, а так же в 5 рублях( до середины 2009 года) для плакирования (покрытия) монет.
Медно-никелевый сплав
Тоже имеет серебристый цвет, но менее стоек к физическим и механическим воздействиям нежеле мельхиор. Был основой для монет СССР, в 1958-1991 годах для 10, 15, 20, 50 копеек, а так же для 1 рубля. Из этого сплава начался выпуск и для памятных, а так же юбилейных монет СССР в 1965-1991 годах, правда в 1975 в монетах начали увеличивать содержание никеля, для улучшения механических свойств и внешнего вида монет. После распада СССР из Медно-никелевого сплава чеканили ходячку номиналом 10, 20, 50 и 100 рублей до 1993 года. А с 1997 года появились 1 и 2 рубля из этого сплава.
Сталь, плакированная
Такую сталь начали использовать в период ГКЧП (1991 год) для монет номиналом 10 копеек. Обычно монеты плакируют мельхиором, латунью или медью, чтобы она выглядела красиво и мела золотистый или серебряный цвет. Сейчас таким способом в России выпускают монеты для всех номиналов.
Биметаллические монеты
Это монеты, которые изготавливаются из двух металлов и имеющие как раз две составные части. Начали они так же чеканится с 1991 года и выпаскаются до сих пор, всем известные 10 рублей. у которых кольцо сделано из латуни, а диск (сердцевина) из мельхиора.
Как видно из всего вышесказанного, начиная с 20 века, когда прогресс шагнул далеко вперед, начали изменяться и сплавы для выпуска монет. В первую очередь это сделано из экономическим и механических соображений. Государство ищет способы, чтобы выпуск монет был не только безубыточным, но и монеты не истирались и могли еще долго находится в обороте. Например как монеты 1997-1998 годов, которые до сих пор можно найти в обороте и которые не потеряли свой первоначальный вид за столько лет.
Так же важно знать из чего состоит монета, тем кто занимается копом, как например я. Ведь для каждой обнаруженной монеты в земеле, есть только определенные методы чистки, например для меди не подойдут способы очистки от серебра и т.д. Надесь вам была полезна данная статья.
Виды цветных металлов
Данная группа является наиболее востребованной, так как большинство материалов является сырьем для получения металлопроката. Если говорить о сфере применения, то она достаточно обширна, это: машиностроение, металлургия, радиоэлектроника, сфера высоких технологий и т. д. По физическим свойствам бывают следующие виды цветных металлов:
- тяжелые (свинец, цинк, олово, никель и др.);
- легкие (алюминий, титан, магний и др.).
Согласно данной классификации, существует металлургия легких и тяжелых металлов. Не секрет, что из данной группы можно изготовить совершенно любую технику. Обратите внимание, что к цветным относятся все виды сплавов металлов, кроме железа. А сейчас давайте пойдем дальше.
Основные виды тяжелых металлов
На сегодняшний день существует примерно 40 определений понятия данной группы материалов. Среди отличительных особенностей — внушительный атомный вес, как правило, более 50. Из этого можно сделать вывод о том, что в список стоит включить все, что идет после ванадия (независимо от плотности). Но если использовать другое определение, то определяющим параметром может быть плотность, которая должна быть более, чем у железа (8 г/см3). В этом случае в список попадут: свинец, ртуть, медь, а вот олово окажется за списком. Сегодня крайне остро стоит вопрос загрязнения окружающей среды данной группой. Это обусловлено тем, что многие металлы используются в тяжелой промышленности и попадают в океан вместе со сточными водами. Основная проблема – это высокая токсичность ртути, свинца, кадмия. Кроме того, некоторые виды тяжелых металлов имеют особенность накапливаться в живых организмах. Так, из-за отравления ртутью в 1977 году насчитывалось более 2300 жертв.
Латунь
Представляет собой соединение меди и цинка, для которого характерно пониженное содержание меди. Стоимость его гораздо ниже бронзы и собственно чистой меди. В нынешнем монетном производстве этот материал используется в основном для внешнего покрытия стальных заготовок, однако, были в истории России постсоветского периода и чисто латунные образцы монет 10 и 50 копеек. Также в этом качестве выполнены кольца биметаллических 10 рублей чекана 2000-16 гг. и некоторые юбилейные экземпляры периода 1995-96 гг.
Ртуть, свинец и кадмий
Это самые опасные цветные металлы, относящиеся к тяжелым. Являются основными загрязнителями окружающей среды. Ртуть – высокотоксичный металл для человека, в океан попадает через атмосферу и со сточными водами. Когда на электростанциях сжигают уголь, то соединения ртути попадают в атмосферу, а затем выпадают в океан в виде осадков. Кроме того, многие пресноводные и морские обитатели накапливают в своем организме значительное количество ртути, что не один раз приводило к отравлению человека, и даже смерти.
Кадмий – рассеянный и достаточно редкий элемент, который попадает в океан вместе со сточными водами металлургических и рудообогатительных производств. Следует отметить, что кадмий присутствует в организме человека, но его очень мало. При хроническом отравлении разрушаются кости, и начинается анемия. Что касается свинца, то этот металл в рассеянном состоянии есть практически везде. Такие виды металлов, фото которых мы привели выше, выводятся из организма, но достаточно медленно, поэтому их избыточное количество вызывает серьезные проблемы со здоровьем. Наряду с континентальной пылью в океан вместе с атмосферными осадками попадает примерно 25 тысяч тонн свинца.
На заметку
Как вы видите, существуют самые различные виды и свойства металлов. Что-то вовсе не опасно, и каждый день мы носим серебряный крестик и золотое кольцо на руке. Радиоактивные вещества могут убить человека, поэтому экологи всего мира пытаются отчасти решить вопрос выброса опасных металлов в океан и атмосферу. Конечно, решать такие проблемы очень сложно, особенно учитывая то, что большинство предпринимателей вообще не идут на контакт. Тем не менее, не стоит забывать о том, что без проводников, которые состоят тоже из металла, невозможны электрические схемы, а без железа не будет машин и других привычных для нас вещей.
Нами не была затронута группа так называемых радиоактивных металлов периодической таблицы Менделеева. Сюда относятся: технеций, полоний, прометий и др. Основное назначение – использование в ядерных реакторах и оружии, что делает их очень опасными.
