其它首饰用合金

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,*,其它首饰用合金,2021/9/21,1,2021/9/21,2,2021/9/21,3,本节内容,钛合金饰品材料,铜合金饰品材料,不锈钢饰品材料,2021/9/21,4,钛的发现,1789年，英国业余矿物学家格雷戈尔（William Gregor）神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石（钛铁矿）中发现一种新的元素（钛），当时命名为“默纳金尼特”（Menaccanite）。,2021/9/21,5,1795年，德国化学家克拉普罗特（M.H.Klaproth）在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物，即是现在的金红石（TiO2）亦含有此新元素，他把此新元素以希腊神话中天地之子Titans(,泰坦,神）命名为钛（Titanium）。“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。,2021/9/21,6,2021/9/21,7,2021/9/21,8,2021/9/21,9,钛的性质,钛(Titanium)：元素符号Ti，原子序数22，原子量47.88，在元素周期表中位于第4周期B族。钛是地壳中分布最广和丰度高(632010-）的元素之一，占地壳重量的0.61列居第9位；而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位，是制取钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛、钛金属及钛材、焊条涂料的重要原料。由于金属钛呈银白色，具有熔点高(1727)、比重轻(4.5)、机械强度高(5)、耐低温（超低温下电阻率几乎为0）、耐磨蚀、线钛塑性良好（能薄壁化使用）、不易氧化、还原性强等特点,2021/9/21,10,钛首饰,用钛制成的首饰较其他贵金属首饰坚硬，能防止刮花，与铂金一样不变色。钛是符合ASTM-F67的外科移植级，能防止过敏，如果您佩带其他首饰过敏，可选择钛首饰。因用钛做首饰有相当的优势，随着加工技术的提高，钛首饰从2000年开始在国际上快速流行起来。,2021/9/21,11,2021/9/21,12,2021/9/21,13,2021/9/21,14,2021/9/21,15,2021/9/21,16,钛薄膜,Ti的很多薄膜材料都具有类似黄金的颜色，其中最有名的当属TiN薄膜。,TiN是目前工艺最成熟和应用最广泛的硬质涂层材料。其颜色与24K金接近，表明抛光可获得非常漂亮的金黄色外观，现在在很多工艺品摆件、高档餐具上应用。,2021/9/21,17,2021/9/21,18,2021/9/21,19,2021/9/21,20,铜合金,铜合金的分类,紫铜,青铜,黄铜,白铜,2021/9/21,21,铜及铜合金具有以下性能特点：,1有优异的物理化学性能。纯铜导电性、导热性极佳，许多铜合金的导电、导热性也很好；铜及铜合金对大气和水的抗腐蚀能力也很高；铜是抗磁性物质。,2021/9/21,22,2有良好的加工性能。铜及某些铜合金塑性很好，容易冷、热成型；铸造铜合金有很好的铸造性能。3有某些特殊的机械性能。例如优良的减摩性和耐磨性（如青铜及部分黄铜）；高的弹性极限及疲劳极限（铍青铜等 ）,4色泽美观。,2021/9/21,23,在工业领域的应用,由于有以上优良性能，铜及铜合金在电气工业、仪表工业、造船工业及机械制造工业部门中获得了广泛的应用。但铜的储藏量较小，价格较贵，属于应节约使用的材料之一，只有在特殊需要的情况下，例如要求有特殊的磁性、耐蚀性、加工性能、机械性能以及特殊的外观等条件下，才考虑使用。,2021/9/21,24,铜的历史,铜是人类最早认识和使用的金属，也是人类用以制造工具的第一种金属。据记载，人类从居无所定到定居，以及到从事农业生产和饲养牲畜，一直在使用铜。在阿纳托尼亚发现了公元前5000多年前人类社会最早的铜器；在中东地区的西奈荒漠中出土了公元前3500年前的最早的铜炉。在中国，4000多年前的夏禹时代就有了青铜器。迄今为止，还出土了商殷时期的铜钱、铜镜、铜鼎、铜钟等文物，它们充分展现了中国古代社会的发达程度和中华民族先辈的高度智慧。中国也是使用金属货币最早的国家，而金属货币中，历代又以铜币为主。所以，中国古代的货币史，实际上就是铜币史。,2021/9/21,25,1959年在河南偃师二里头商初的宫殿遗址发现炼铜的坩埚片和青铜器（含铜92%，锡7%），由此证明夏未商初（距今约3600年）已经进入青铜时代。在公元前二世纪（汉代）发明了黄铜和白铜，直到十八世纪才传入欧洲，我国劳动人民在很早以前就在铜的治炼、铸造和合金的制造上获得了辉煌的成就。,2021/9/21,26,2021/9/21,27,2021/9/21,28,2021/9/21,29,2021/9/21,30,2021/9/21,31,2021/9/21,32,2021/9/21,33,2021/9/21,34,紫铜,纯铜是玫瑰红色金属,表面形成氧化铜膜后呈紫色,故工业纯铜常称紫铜或电解铜.密度为8-9g/cm,3,熔点1083C.纯铜导电性很好,大量用于制造电线、电缆、电刷等;导热性好,常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表,如罗盘、航空仪表等;塑性极好,易于热压和冷压力加工,可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材.纯铜产品有冶炼品及加工品两种,2021/9/21,35,青铜,青铜,青铜原指铜锡合金，但是，工业上习惯把铜基合金中不含锡而含有铝、镍、锰、硅、铍、铅等特殊元素组成的合金也叫青铜。所以青铜实际上包含锡青铜、铝青铜、铍青铜和硅青铜等。青铜也可分为压力加工青铜（以青铜加工产品供应）和铸造青铜两类。青铜的编号规则是：“Q主加元素符号主加元素含量（其它元素含量）”，“Q”表示青的汉语拼音字头。如QSn4-3表示成分为4%Sn、3%Zn、其余为铜的锡青铜。铸造青铜的编号前加“Z”。,2021/9/21,36,1锡青铜锡青铜是我国历史上使用得最早的有色合金，也是最常用的有色合金之一。它的机械性能与含锡量有关。当Sn5%6%时，Sn溶于Cu中，形成面心立方晶格的固溶体，随着含锡量的增加，合金的强度和塑性都增加。当Sn5%6%时，组织中出现硬而脆的相（以复杂立方结构的电子化合物Cu31Sn8为基的固溶体），虽然强度继续升高，但塑性却会下降。当Sn20%时，由于出现过多的相，使合金变得很脆，强度也显著下降。因此，工业上用的锡青铜的含锡量一般为3%14%。Sn5%的锡青铜适宜于冷加工使用，含锡5%7%的锡青铜适宜于热加工，大于10%Sn的锡青铜适合铸造。除Sn以外，锡青铜中一般含有少量Zn、Pb、P、Ni等元素。Zn提高低锡青铜的机械性能和流动性。Pb能改善青铜的耐磨性能和切削加工性能，却要降低机械性能。Ni能细化青铜的晶粒，提高机械性能和耐蚀性。P能提高青铜的韧性、硬度、耐磨性和流动性。,2021/9/21,37,2铝青铜 以铝为主要合金元素的铜合金称为铝青铜。铝青铜的强度和抗蚀性比黄铜和锡青铜还高，它是锡青铜的代用品，常用来制造弹簧、船舶零件等。 铝青铜与上述介绍的铜合金有明显不同的是可通过热处理进行强化。其强化原理是利用淬火能获得类似钢的马氏体的介稳定组织，使合金强化。铝青铜有良好的铸造性能。在大气、海水、碳酸及大多数有机酸中具有比黄铜和锡青铜更高的耐蚀性，此外，还有耐磨损、冲击时不发生火花等特性。但铝青铜也有缺点，它的体积收缩率比锡青铜大，铸件内容易产生难熔的氧化铝，难于钎焊，在过热蒸汽中不稳定。,2021/9/21,38,3铍青铜 以铍为合金化元素的铜合金称为铍青铜。它是极其珍贵的金属材料，热处理强化后的抗拉强度可高达12501500MPa，HB可达350400，远远超过任何铜合金，可与高强度合金钢媲美。铍青铜的含铍量在1.7%2.5%之间，铍溶于铜中形成固溶体，固溶度随温度变化很大，它是唯一可以固溶时效强化的铜合金，经过固溶处理和人工时效后，可以得到很高的强度和硬度。 铍青铜具有很高的弹性极限、疲劳强度、耐磨性和抗蚀性，导电、导热性极好，并且耐热、无磁性，受冲击时不发生火花。因此铍青铜常用来制造各种重要弹性元件，耐磨零件（钟表齿轮，高温、高压、高速下的轴承）及防爆工具等。但铍是稀有金属，价格昂贵，在使用上受到限制。,2021/9/21,39,2021/9/21,40,青铜器的铜锈,青铜器在地下埋藏，受到地下和地上环境中各类物质，如土壤中的无机盐、硫化物以及大气中的二氧化硫、二氧化碳、氧等的影响，产生了各种各样的铜锈。铜锈的形状不同，颗粒大小不一，分布不匀，颜色也各有不同。青铜器上的,红锈,为氧化亚铜，,黑锈,为氧化铜，兰色为,硫化铜,，浅绿色为,碱式碳酸铜,，灰白色为,氯化铜,等。这些铜锈对青铜器的影响也不一样。其中氯化亚铜和碱式氯化铜对青铜器是有害的。这些锈为白绿色，呈粉末状，故称“粉状锈”。此锈如不及时处理会使铜器继续锈蚀。除此之外，铜器上无害锈种类很多。这些锈，是多年生成的，一般比较坚硬。它们是铜质里生成的，犹如矿藏一样，是一层一层，一点点的长出来。坚固致密，不易剥落。,2021/9/21,41,黄铜,铜锌合金或以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜具有良好的塑性和耐腐蚀性，良好的变形加工性能和铸造性能，在工业中有很强的应用价值。按化学成分的不同，黄铜可分为普通黄铜和特殊黄铜两类。,2021/9/21,42,普通黄铜,普通黄铜是铜锌二元合金。图9-4是Cu-Zn合金相图。相是锌溶于铜中的固溶体，其溶解度随温度的下降而增大。相具有面心立方晶格，塑性好，适于进行冷、热加工，并有优良的铸造、焊接和镀锡的能力。相是以电子化合物CuZn为基的有序固溶体，具有体心立方晶格，性能硬而脆。黄铜的含锌量对其机械性能有很大的影响。当Zn30%32%时，随着含锌量的增加，强度和延伸率都升高，当Zn32%后，因组织中出现相，塑性开始下降，而强度在Zn=45%附近达到最大值。含Zn更高时，黄铜的组织全部为相，强度与塑性急剧下降。,2021/9/21,43,为了获得更高的强度、抗蚀性和良好的铸造性能，在铜锌合金中加入铝、铁、硅、锰、镍等元素，形成各种特殊黄铜。,特殊黄铜主要有锡黄铜，铅黄铜铝黄铜硅黄铜，锰黄铜 铁黄铜和镍黄铜等,2021/9/21,44,2021/9/21,45,白铜,以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色,称为白铜.铜镍二元合金称普通白铜,加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜,纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性.工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种,分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能.,2021/9/21,46,2021/9/21,47,2021/9/21,48,铜基仿金合金,金, 具有绚丽的金黄色泽、化学稳定性好、加热时不变颜色和极好的抗氧化性。因此 是饰艺术品而深受人们青睐。但由于价格昂贵, 对较大的艺术品, 如奖牌、奖杯、铸像等, 就难以想象采用金来制作。所以, 寻求价格低廉且性能类似金的代用品, 制作各种艺术品已成为迫切的需要。近年来, 国内外研究者竞相研制铜基仿金合金来代替纯金, 已有相当进展, 这种材料的颜色可以和纯金的色泽相媲美。,2021/9/21,49,目前采用最多的仿金合金当属铜基合金。,铜基仿金的原理就是利用纯铜的赤红色, 在合金化的基础上使铜基仿金合金与金的反射波长尽量接近, 而呈金黄色泽。,其中目前采用最多的合金体系主要有Cu-Zn二元合金体系以及Cu-Al-Zn三元合金体系。,2021/9/21,50,2021/9/21,51,2021/9/21,52,2021/9/21,53,2021/9/21,54,不锈钢首饰,什么是不锈钢？,不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。一般来讲，耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将其中耐酸、碱和盐等侵蚀性强的介质腐蚀的钢称为耐蚀钢，或耐酸钢。不锈钢具有不锈性，但不一定耐蚀，而耐蚀钢则一般都具有较好的不锈性。,2021/9/21,55,不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于在铁碳合金中加入铬所致。尽管其他元素他，如铜、铝、以及硅、镍、钼等也能提高钢的耐腐蚀性能，但没有铬的存在这些元素的作用就受到了限制。因此，铬是不锈钢中最重要的元素。具有良好耐腐蚀性能的不锈钢所需的最低铬含量取决于腐蚀介质。美国钢铁协会？(AISI)以4%铬作为划分不锈钢与其他钢的界限。日本工业标准JIS G 0203中规定，所谓不锈钢即是以提高耐腐蚀性能为目的而含有铬或铬镍的合金钢，一般铬含量约大于11%。德国DIN标准和欧洲标准EN10020规定不锈钢的铬含量不小于10.5%，碳含量不大于1.2%。我国一般将不锈钢的铬含量定为不小于12%。,2021/9/21,56,不锈钢的耐腐蚀性能，一般认为是由于在腐蚀介质的作用下其表面形成“钝化膜”的结果，而耐腐蚀的能力则取决于“钝化膜”的稳定性。这除了与不锈钢的化学成分有关外，还与腐蚀介质的种类、浓度、温度、压力、流动速度，以及其他因素有关。,2021/9/21,57,奥氏体不锈钢 在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18、Ni 810、C约0.1时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。,2021/9/21,58,铁素体不锈钢,在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在1130，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。,2021/9/21,59,奥氏体-铁素体双相不锈钢,是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在1828，Ni含量在310。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。,2021/9/21,60,马氏体不锈钢,通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等,2021/9/21,61,2021/9/21,62,2021/9/21,63,2021/9/21,64,铬元素,铬是1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石中发现的。早在1766年，在俄罗斯圣彼得堡任化学教授的德国的列曼曾经分析了它，确定其中含有铅。1798年沃克兰给他找到的这种灰色针状金属命名为chrom，来自希腊文chroma（颜色）。由此得到铬的拉丁名称chromium和元素符号Cr。差不多在同一个时期里，克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。,2021/9/21,65,铬有较强的刺激性和腐蚀性，过量可引起中毒。 铬为皮肤变态反应原，可引起过敏性皮炎或湿疹，病程长，久而不愈。钕对眼睛和黏膜有很强的刺激性，对皮肤有中度刺激性，吸入还可导致肺栓塞和肝损害。我国和欧盟等有关国家的相关规定中均把这两种元素列为化妆品禁用物质。,2021/9/21,66,铬的毒性,铬对人的毒害主要是偶然吸入极限量的铬酸或铬酸盐后，引起肾脏、肝脏、神经系统和血液的广泛病变，导致死亡，有报告口服重铬酸钾（口服致死量约为,6,8g,）和铬酸钠灼伤经创面吸收引起严重急性中毒的事例。长期接触,Cr,（）化合物，致皮肤过敏和溃疡、鼻中隔穿孔和支气管哮喘；而,Cr,（）在皮肤表层与蛋白质结合，形成稳定的配合物，因此不引起皮炎和铬溃疡。目前尚无二价、三价铬化合物引起毒性效应的确切证据。,Cr,（）具有强氧化性，易穿入生物膜，其毒理作用在于干扰人体内的正常氧化还原和水解过程。,2021/9/21,67,不锈钢为了防止生锈都会含有Cr，但不是六价铬，而是金束铬Cr。为了保险起见，一定要通过检测来证明。,实验很简单：0.4g二苯卡巴氮(1.5-diphnycarbazide)溶解于20ml丙酮与20ml96%酒精中，加入20ml 75%磷酸于20ml去离子水，配成溶剂(需在8个小时內使用)。将上述溶剂滴一至五滴于待测样品金属上，若样品于三到五分种內呈现紫红色，则表示样品含有六价铬。,2021/9/21,68,