Мельхиор сообщение по химии

Мельхиоровые изделия давно вошли в повседневную жизнь человека. Практичность и схожесть с серебром сделали этот металл очень популярным. В наше время мельхиор используют для изготовления столовых принадлежностей, а также в качестве сырья на промышленных предприятиях.

Что такое мельхиор

Это серебристый сплав из нескольких металлов. Состав сплава мельхиора может отличаться. Но в большинстве случаев для его производства используют медь и никель. Иногда в состав мельхиора добавляют марганец и железо.

Мельхиоровый сплав меди и никеля известен человеку с давних времен. Этот сплав использовали еще в III веке до н. э. Тогда его называли «белая медь». Французские исследователи переименовали медно-никелевый сплав в «мельхиор». Другое название металла – «немецкое серебро».

История возникновения

Мельхиор прошел долгий и сложный исторический путь. Первым создателем этого сплава считается китаец Ли Лянь Ин, который был талантливым мастером в сфере литья. Его способности разглядели другие мастера, и в скором времени Ли Лянь Ин был приглашен на должность придворного литейщика. Там он и сделал важное открытие. Литейщик случайно изобрел первый мельхиор, состав которого включал никель, цинк и бронзу. Но власти не отблагодарили мастера за изобретение и даже изгнали его из императорской обители. А новый сплав, который в то время имел название пакфонг, начали применять для чеканки монет, изготовления украшений и разных изделий. В то время сплав очень ценился и по стоимости не уступал серебру.

Европа узнала о мельхиоре в XIII веке н. э. Привозные изделия из этого сплава быстро набирали популярность. Люди пытались разными способами разузнать состав мельхиора. В результате многочисленных опытов алхимикам все же удалось получить ценные сведения о составе сплава. Но производство металла началось только в конце XVIII века в Германии. Немцы внесли некоторые изменения в состав мельхиора, заменив бронзу на чистую медь. Такой сплав получил название «нейзильбер».

Завершающий этап в истории мельхиора связан с французами. Во время наполеоновских боев был украден секрет производства нейзильбера. С того момента французы начали изготавливать сплав по добытому рецепту, но без цинка. Новый металл получил название «майшор», но оно так и не прижилось. По немецкой инициативе сплав переименовали в «мельхиор» в честь библейского волхва. Это название используется и по сей день.

Особой популярностью пользовался сплав в Царской России. Изделия из этого металла в наибольшей мере ценили средние слои общества. В высшем свете не признавали мельхиор, состав которого отличался от драгоценных металлов. В некоторых кругах мельхиоровые изделия считали фальшивками.

Химический состав мельхиора

Мельхиоровый сплав может иметь разный процентный состав. Обычно в него входит до 95% меди, от 5 до 30% никеля, 0,8% железа и 0,1% марганца. В некоторых случаях состав мельхиора в процентах может отличаться от этой пропорции. Кроме того, существуют виды сплавов, которые по химическому составу очень похожи на мельхиор, но имеют другие названия. Например, купроникель – похож на мельхиор, но содержит только медь и никель. Сплав монель содержит до 67% никеля. Нейзильбер состоит из тех же компонентов, что и мельхиор, но содержит дополнительно цинк. Очень близок к мельхиору по химическому составу сплав константан, который на 55% состоит из меди и на 45% из никеля.

Изначально нейзильбер и посеребренная латунь назывались мельхиоровыми сплавами. В наше время многие продолжают именовать нейзильбер мельхиором.

Все мельхиоровые сплавы характеризуются высокой пластичностью и хорошо поддаются ковке и другим видам механической обработки. Также сплавы мельхиора обладают коррозийной устойчивостью к воде, в воздухе и в сухих газах.

Сферы применения

Важное отличительное свойство мельхиора – электронегативность в контакте с морской водой. Поэтому мельхиоровый сплав используется в качестве основного материала в производстве деталей для подводных лодок. Также мельхиор применяется для изготовления термоэлементов и точных резисторов для техники.

Свойства мельхиора позволяют использовать этот сплав для производства посуды и столовых приборов. Многие современные монеты изготавливают из мельхиорового сплава. Обычно состав сплава для чеканки монет состоит из 75% меди и 25% никеля.

Мельхиор широко используют в ювелирной промышленности. Украшения из этого сплава практически невозможно отличить от изделий из серебра. Очень часто мельхиор обрабатывают в технике филиграни и украшают уральскими камнями-самоцветами.

Мельхиоровый сплав монель используется в промышленных целях в качестве конструкционного материала.

Как ухаживать за мельхиоровыми изделиями

Изделия из мельхиора требуют специального ухода. Так, чистить предметы из этого сплава следует в теплой воде, добавив в нее несколько капель чистящего средства. Чтобы поверхность изделий блестела, можно их слегка натереть зубной пастой, а потом тщательно промыть.

Мельхиор нельзя чистить средствами, которые содержат хлор, так как он будет окислять металл. Также нельзя использовать обычные чистящие порошки. Абразивные средства могут испортить полировку.

Столовые приборы из мельхиора следует хранить в закрытой коробке, предварительно завернув в полиэтиленовую пленку. Если изделия находились долго в сыром помещении и покрылись пятнами, можно провести чистку уксусным раствором. Для этого надо развести 1 ст. л. уксуса в стакане воды. Протирать изделия смоченной в растворе шерстяной тряпкой. После каждого мытья мельхиор обязательно нужно вытирать насухо.

Мельхиор – это сплав меди с никелем. Иногда могут добавляться небольшие количества железа и марганца для изменения некоторых свойств сплава. В целом мельхиор представляет собой целую группу композиций на основе меди, некоторые из которых имеют собственные названия и специфические области применения.

Характеристики сплава

Основные свойства мельхиора – высокая прочность получаемого соединения, пластичность и коррозионная устойчивость к агрессивным средам, в частности, к морской воде. Характерная черта — цвет мельхиора, визуально его трудно отличить от серебра. Такая особенность послужила, с момента изобретения, широкому распространению в ювелирном деле в качестве дешевого аналога серебра.

В состав сплава входят такие металлы:

• Медь – от 70 до 95%;
• Никель – до 30%;
• Железо – до 0.8%;
• Марганец – до 1%.

Изначально в состав сплава входил цинк, но в настоящее время композиции из меди, никеля и цинка носят название нейзильбер. Будучи несколько дешевле мельхиора из-за замены части никеля цинком, нейзильбер получил широкое распространение в производстве монет.

Теплопроводность мельхиоровых составов является одной из самых низких среди всех медных сплавов и значительно ниже, чем у чистой меди, а тем более, серебра. И поскольку теплопроводность серебра является самой высокой среди всех металлов, то этот факт может служить основным отличительным признаком изделий из серебра и мельхиора.

Изделие из мельхиора

Удельная теплоемкость сплава примерно равна средней теплоемкости меди и никеля и составляет для нейзильбера 0.4 кДж/(кг°С).

Температура плавления сплавов меди и никеля зависит от процентного состава входящих в него компонентов, но остается в пределах 1150 – 1230 °С.

Область применения

Устойчивость в морской воде послужила широкому распространению мельхиоровых сплавов при изготовлении узлов, работающих в морской воде.

Привлекательный внешний вид позволил занять медному сплаву устойчивую нишу в ювелирном деле уже не для подделки серебряных изделий, а в качестве самостоятельного сплава. Вместе с высокой износостойкостью, привлекательный внешний вид мельхиора сделал его доминирующим сплавом в изготовлении монет в разных странах.

Близкий по составу нейзильбер служит основой для изготовления прецизионных резисторов в электро- и радиотехнике.

Как ранее, так и в настоящее время мельхиор активно используется при изготовлении столовой посуды. Ложки из мельхиора имеют невысокую стоимость и распространены достаточно широко. Следует заметить, что мельхиоровая посуда, особенно вилки и ложки, часто покрываются слоем серебра. Это делается не только по эстетическим соображениям или для обмана. Дело в том, что чистый мельхиор дает заметный и неприятный металлический привкус.

Применение медно-никелевых композиций в промышленности позволило повысить эксплуатационные качества узлов изделий и одновременно снизить стоимость и технологичность изготовления.

Марки мельхиора

Существует несколько десятков сплавов в группе мельхиора. Все они обладают сходными характеристиками, но именно отдельные отличия в характеристиках служат для применения в той или иной отрасли. Так содержание железа и марганца снижает пластичность изделий, но увеличивает износостойкость и твердость.

Основой маркировки служат символы МН, где буквы обозначают, соответственно, медь и никель. Символы Ж и Мц обозначают наличие в сплаве лигатуры железа и марганца. Цифры после букв показывают содержание примесей. Первая – никеля, а последующие железа или марганца. Например, маркировка сплава МНЖМЦ 30-1-1 показывает содержание 30% никеля и по одному проценту железа и марганца. Остальное составляет медь, как основа сплава.

Как отличить мельхиор от серебра

Невооруженным глазом отличить мельхиор от серебра достаточно трудно, особенно при отсутствии опыта. Есть несколько методик, позволяющих практически полностью избежать ошибок:

• Наличие пробы. Проба ставится только на изделиях из чистого серебра. Мельхиор имеет маркировку МН. Таким образом, если на изделии есть такие символы, то металл, из которого оно изготовлено – мельхиор, вне зависимости от того, посеребренное изделие или нет.
• Капля воды на поверхности через несколько часов даст пятно зеленого цвета на мельхиоре. Поверхность серебра останется чистой.
• Ляписный карандаш оставляет темный след на сплаве, не изменяясь на серебряной поверхности.
• Капля йода имеет противоположное действие. Имейте в виду! Опыт с йодом нужно проводить в незаметном месте, поскольку темный след на серебряной вещи удалить будет очень трудно.

• Теплопроводность. Ложки из мельхиора и серебра греются в стакане с водой неодинаково. Серебряная ложка нагреется значительно быстрее мельхиоровой. Разумеется, данный опыт можно производить при условии наличия предмета для сравнения с заведомо известным составом и аналогичной формы и массы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Французские ученые Майо и Шорье в начале 19-го века исследовали возможности модифицирования медных сплавов. Четыре года экспериментов показали, что добавление никеля в состав сплава увеличивало коррозионные свойства. Первоначально сплав назвали Майшор, по первым трем буквам изобретателей. Активное использование сплава в Германии трансформировало его название с учетом немецкого произношения – мельхиор, которое и используется до сих пор. О том, что из себя представляет сплав и по каким причинам он так полюбился немцам, и пойдет речь ниже.

Мельхиоровые сплавы: виды и химический состав

Мельхиор представляет собой сплав меди, основным легирующим элементом которого является никель. Для увеличения коррозионной стойкости к морской воде в сплав добавляют соединения железа и марганца.

Существует около 65 видов мельхиора, но основное распространение в производстве получили:

• МНЖМц 30-1-1. 30% его состава это никель, 1% железа и 1% марганца.
• МН19 по своему составу отличается от вышеуказанной марки отсутствием железа и марганца: 19% никель, остальное медь.

Известен также трехкомпонентный медноникелевый сплав – нейзильбер. Помимо никеля и меди, его состав содержит 13-45% цинка. Нейзильбер в сравнении с мельхиором характеризуется более высоким значением прочности. Хорошо обрабатывается давлением. В свойстве сопротивляться коррозии сплав нейзильбера уступает мельхиору, но при этом достаточно устойчив к большинству соляных растворов и органических кислот.

Физикомеханические характеристики

Сплав мельхиор внешне похож на серебро, но отличается меньшим значением плотности, которая составляет 8900 кгм3. Температура плавления мельхиора зависит от марки сплава и колеблется в пределах 1190-1230 ºС.

Удельное электрическое сопротивление мельхиора – 285 нОм*м, что выше аналогичного показателя меди почти в 20 раз. Уменьшение в сплаве содержания железа и марганца способствует свойству проводить электрический ток.

Мельхиор обладает высоким значением температурного коэффициента линейного расширения 16*10-6 1С о . Сплав не реагирует на магнитное поле.

Прочностные характеристики мельхиора сравнимы с аналогичными показателями стали Ст.3. Временное сопротивление на разрыв находится в пределах 390-400 МПа. Сплав мельхиор не отличается высокой твердостью. В среднем она составляет 65-70 единиц по шкале Бринелля.

Для увеличения твердости сплав подвергают термической обработке, в которую входит нагрев до температуры 250-300 С о и медленное охлаждение в печи. Также механические свойства мельхиора повышает нагартовка его поверхности.

Мельхиор считается высокопластичным сплавом. Относительное удлинение на сжатие МН19 равно 35%. Введение марганца и железа в состав мельхиора снижает пластичность. Так, относительное удлинение на сжатие сплава МНЖМц 30-1-1 уже составляет 25%.

Химические характеристики

Мельхиор относится к группе коррозионностойких материалов. Его отличительной особенностью является повышенная устойчивость к воздействию морской и пресной воды, а также насыщенного водяного пара.

Мельхиор не растворяется в солях, не вступает в химические реакции с большинством органических кислот. Сплав не окисляется при температурах до 150ºС.

Технологические характеристики

Сплав мельхиор подвергается всем типам технологических операций. По причине наличия высокой пластичности легко поддается горячей и холодной обработке давлением: штамповке, ковке и чеканке. Обладает и высокой скоростью обработки резанием данный сплав.

Также мельхиор хорошо поддается пайке. Для того, чтобы швы не уступали в своих прочностных свойствах основному сплаву, используют специальные оловянно-свинцовые и серебряные припои.

Область применения

В силу всех вышеперечисленных качеств мельхиоровые сплавы нашли следующее использование в разных отраслях производства:

• При изготовлении узлов и деталей морской промышленности: охладители, расширительные бочки и прочее.
• В электротехнике из сплава мельхиора производят устройства для преобразования тепловой энергии в электрическую – термогенераторы. Помимо этого, мельхиор является материалом для изготовления особо точных резисторов.
• Мельхиор служит сырьем для изготовления медицинского инструмента: хирургические пинцеты, скальпели, офтальмоскопы и прочее.
• Эстетические свойства мельхиора позволили ему занять определённую нишу в ювелирном деле, изготавливая ювелирные украшения.
• Производят столовые приборы и посуду.
• Мельхиор активно используется в нумизматике при изготовлении монет. Так, в плане на 2018 год Центрального банка РФ указано о чеканке юбилейных монет номиналом в 10 рублей из сплава мельхиора на сумму 15 000 000 руб.
• Мельхиор применяется при производстве трубопроводов. Причем изготовляют как трубы, так и фитинги для их соединения. Сюда относятся переходники, тройники, крестовины, ниппеля, накидные гайки, шаровые краны, дроссели и прочее.

Ценообразование

Стоимость на мельхиоровые сплавы образуется исходя из значения котировок меди и никеля на мировых биржах цветных металлов. В основном пункты приёма металлолома ориентируются на лондонскую биржу.

Наиболее ценны мельхиоры, в которых больше содержания никеля в составе. Связано это с его высокой стоимостью.

Особое внимание стоит обратить на состояние поверхности при сдаче лома мельхиора. Следы от удаления ржавчины, а уж тем более ее наличие, сильно снижает стоимость лома на рынке цветных металлов.

Также немаловажное значение имеет форма проката. Самым ценным считается мельхиоровый круг, т. к. при одинаковом весе мельхиоровая труба занимает больше места при транспортировке. Соответственно, увеличиваются затраты пунктов приема на перемещение металлолома.

Также влияет на показатель стоимости объем поставок. Как правило, металлоприёмщики делаются наценку при работе с мельхиоровым ломом свыше 50 килограмм. Происходит это из-за уменьшения времени на реализацию продукции: чем больше лома, тем быстрее его можно отправить на переработку.

Мельхиор стоит меньше, чем чистые металлы. Причиной этому служит высокая стоимость на проведения переработки: отделения исходных компонентов друг от друга. На октябрь 2017 года средняя цена на мельхиор за грамм по России составляет 0,2 рубля.

Как отличить серебро от мельхиора

Определение типа материала возникает при оценке стоимости изделия. Стоит отметить, что наиболее точную информации об этом вы можете получить непосредственно у специалистов ювелирного дела. Но также существуют несколько способов отличить серебро от мельхиора в домашних условиях:

• Самое простое – это осмотреть изделие на предмет наличия проб серебра. Мельхиоровый сплав, как правило, имеет только клеймо, например, «МН» – медь и никель.
• Также вид металла определяют с помощью воды. Изделие погружают в воду на несколько часов. Если по истечении времени поверхность воды покроется зеленоватой пленкой, значит это мельхиор.
• Одним из надежных способов определения мельхиора является использование ляписного карандаша. При натирании его о сплав на поверхности металла проявляются темные пятна.
• Нанесение капли йода на серебро оставит на нем пятно, в то время как на мельхиоре нет. Недостатком данного метода трудность удаления этого пятна впоследствии.

Оцените статью: