Finoća zlata

Karat je mera finoće (tj. čistoće) zlata i potpuno je različit od jedinice koja se koristi za merenje težine dragog kamenja, koja se takođe zove “karat”. Karat zlata predstavlja 1/24 deo, ili 4,1667 procenata celokupne mase, a čistoća zlatne legure izražava se brojem tih delova zlata koje sadrži. Čisto zlato sadrži svih 24 dela, odnosno 24 karata. Predmet koji sadrži recimo 14 delova zlata i 10 delova legirajućeg metala je zlato od 14 karata.

Ovaj sistem označavanja relativne proporcije zlata potiče iz srednjovekovnog novca nazvanog marka. Marka je težila 24 karata (u ovom slučaju, karat je bio isti kao onaj koji se koristio u merenju dragog kamenja i teoretski je bio jednak težini semena drveta rogača). Čisto zlato se nije moglo koristiti za proizvodnju marki jer je bilo previše meko, pa su se dodavali bakar ili drugi metali da bi se dobila tvrda legura; čistoća novca zatim je bila izražena proporcijom njegove karatne težine koja je zaista doprinosila zlatu.

Legure zlata su zapravo kombinacije čistog zlata s jednim ili više drugih metala, koji se koriste za poboljšanje fizičkih svojstava čistog zlata, čineći ga pogodnijim za različite primene, uključujući izradu nakita i/ili industrijsku upotrebu. Evo detaljnijeg pogleda na legure zlata:

Karatna čistoća

Zlato se meri u karatima, gde 24 karata predstavlja čisto zlato. Legure se formiraju dodavanjem drugih metala kako bi se smanjila karatna čistoća i poboljšala tvrdoća i trajnost:

• 18 karata: 75% zlata, obično sa dodatkom srebra, bakra ili drugih metala.
• 14 karata: 58.3% zlata, sa različitim kombinacijama bakra, cinka, nikla i srebra.
• 9 karata: 37.5% zlata, sadrži veći udeo drugih metala.

Boje legura zlata

Zlato se pravi u različitim bojama u zavisnosti od vrste i količine metala koji mu se dodaje:

• Žuto zlato: Tradicionalno kombinovano sa srebrom i bakrom u približno jednakim delovima.
• Belo zlato: Legura zlata sa paladijumom ili niklom, i često pokriveno tankim slojem rodijuma za poboljšanje sjaja i izdržljivosti.
• Crveno ili roze zlato: Sadrži veći udeo bakra, što daje toplo crvenu ili roze boju.
• Zeleno zlato: Kombinuje zlato sa velikim udelom srebra, dajući mu blago zelenkastu nijansu.

Primena zlata

• Nakit: Zbog poboljšane tvrdoće i otpornosti na ogrebotine, legure zlata su idealne za izradu prstenja, narukvica i drugih oblika nakita.
• Elektronika: Zbog svoje izvrsne električne provodljivosti, legure zlata koriste se u visokokvalitetnim konektorima, u kontaktima za poluprovodnike i u drugim elektroničkim uređajima.
• Zubna stomatologija: Zlato i njegove legure su biokompatibilni i koriste se za krunice, mostove i druge dentalne aparate.

Prednosti i mane zlata

Prednosti:

• Korozivna otpornost: Zlato je veoma otporno na rđanje i oksidaciju.
• Estetika: Legure omogućavaju raznovrsnost u boji i završnoj obradi.
• Podesivost tvrdoće: Dodavanjem drugih metala, zlato može postati dovoljno tvrdo za različite upotrebe.

Mane:

• Cena: Dodavanje plemenitih metala poput paladijuma može značajno povećati cenu.
• Alergeni: Neke legure, posebno one koje sadrže nikl, mogu izazvati alergijske reakcije kod nekih ljudi.

Legure zlata predstavljaju fascinantno polje u metalurgiji, nudeći širok spektar mogućnosti za prilagođavanje materijalnih svojstava za specifične potrebe i estetiku.

Zlato

Zlato (Au), hemijski element, gusti sjajni žuti plemeniti metal iz Grupe 11 (Ib), Perioda 6, periodnog sistema elemenata. Zlato poseduje nekoliko osobina koje su ga učinile izuzetno vrednim kroz istoriju. Privlačno je po boji i sjaju, trajno do tačke gotovo potpune neuništivosti, izuzetno je kovko i obično se u prirodi nalazi u uporedivo čistom obliku. Istorija zlata je neuporediva sa bilo kojim drugim metalom zbog njegove percipirane vrednosti od najranijih vremena.

Osobine elemenata:

• atomski broj: 79
• atomska težina: 196.96657
• tačka topljenja: 1,063 °C (1,945 °F)
• tačka ključanja: 2,966 °C (5,371 °F)
• specifična težina: 19.3 na 20 °C (68 °F)
• oksidaciona stanja: +1, +3
• elektronska konfiguracija: [Xe]4f^145d^106s^1

Legura zlata

Legura je metalna supstanca sastavljena od dva ili više elemenata, bilo kao jedinjenje ili rastvor. Komponente legura su obično sami metali, iako je ugljenik, koji nije metal, suštinski sastojak čelika.

Legure se obično proizvode topljenjem mešavine sastojaka. Značajnost legura otkrivena je u drevna vremena; posebno su važne bile mesing (bakar i cink) i bronza (bakar i kalaj). Danas su najvažnije legure čelika, koje se široko definišu kao čelici koji sadrže značajne količine elemenata osim gvožđa i ugljenika. Glavni legirajući elementi za čelik su hrom, nikl, mangan, molibden, silicijum, volfram, vanadijum i bor. Legirani čelici imaju širok spektar posebnih svojstava, kao što su tvrdoća, žilavost, otpornost na koroziju, mogućnost magnetizacije i duktilnost. Neferične legure, uglavnom bakar-nikl, bronza i aluminijumske legure, široko se koriste u kovanju novca. Razlika između legirajućeg metala i nečistoće ponekad je suptilna; na primer, u aluminijumu silicijum se može smatrati nečistoćom ili vrednom komponentom, u zavisnosti od primene, jer silicijum dodaje čvrstoću iako smanjuje otpornost na koroziju.

Obrada materijala

Obrada materijala je serija operacija koje pretvaraju sirovine u gotove proizvode. Industrijski materijali su oni koji se koriste za proizvodnju trajnih mašina i opreme, za razliku od potrošnih proizvoda kao što su hemikalije, hrana, farmaceutski proizvodi i odeća.

Proces obrade materijala počinje sa mehaničkom obradom u 18. veku, a razvijen je tokom Industrijske revolucije. Ciklus proizvodnje započinje obradom sirovina, kao što su metalne rude ili keramičke sirovine, i uključuje procese obogaćivanja i topljenja za metale, kao i mešanje i hemijsku proizvodnju za plastične i gumene materijale.

Procesi obrade uključuju oblikovanje materijala u tečnom stanju (livenje, kalupljenje) i čvrstom stanju (valjanje, kovanje). Nakon oblikovanja, materijal se dalje menja procesima uklanjanja materijala (mehaničkim ili nemehaničkim sredstvima) i spajanjem (zavarivanje, lemljenje).

Svojstva materijala se dodatno menjaju termičkim ili hladnim tretmanima, koji utiču na mikroskopsku strukturu materijala. Završni procesi modifikuju površinu materijala kako bi se poboljšala zaštita od korozije, habanja ili dodali posebni dekorativni efekti, uključujući premazivanje ili hemijske i mehaničke promene površine.

Metal

Metal je svaka od klasa supstanci koje se karakterišu visokom električnom i toplotnom provodljivošću, kao i sposobnošću za obradu, duktilnošću i visokim stepenom reflektivnosti svetlosti.

Približno tri četvrtine svih poznatih hemijskih elemenata su metali. Najrasprostranjenije vrste u Zemljinoj kori su aluminijum, gvožđe, kalcijum, natrijum, kalijum i magnezijum. Većina metala se nalazi u rudama (supstance koje sadrže minerale), ali neki kao što su bakar, zlato, platina i srebro često se javljaju u slobodnom stanju jer se ne reaguju lako sa drugim elementima.

Metali su obično kristalni čvrsti materijali. U većini slučajeva, imaju relativno jednostavnu kristalnu strukturu koja se odlikuje čvrstim pakovanjem atoma i visokim stepenom simetrije. Tipično, atomi metala sadrže manje od polovine punog broja elektrona u svojoj najudaljenijoj ljusci. Zbog ove karakteristike, metali obično ne formiraju jedinjenja jedni sa drugima. Međutim, oni se lakše kombinuju sa nemetalima (npr. kiseonikom i sumporom), koji generalno imaju više od polovine maksimalnog broja valentnih elektrona. Metali se znatno razlikuju po svojoj hemijskoj reaktivnosti. Najreaktivniji su litijum, kalijum i radijum, dok su oni sa niskom reaktivnošću zlato, srebro, paladijum i platina.

Visoka električna i toplotna provodljivost jednostavnih metala (tj. nemetala prelaznih elemenata periodnog sistema) najbolje se objašnjava teorijom slobodnih elektrona. Prema ovoj koncepciji, pojedinačni atomi u takvim metalima su izgubili svoje valentne elektrone za čitav čvrsti materijal, a ti slobodni elektroni koji omogućavaju provodljivost se kreću kao grupa kroz čvrsti materijal. U slučaju složenijih metala (tj. prelaznih elemenata), provodljivost se bolje objašnjava teorijom energetskih zona, koja uzima u obzir ne samo prisustvo slobodnih elektrona već i njihovu interakciju sa tzv. d-elektronima.

Mehanička svojstva metala, kao što su tvrdoća, sposobnost da se odupru ponovljenom naprezanju (otpornost na umor), duktilnost i obradivost, često se pripisuju defektima ili nesavršenostima u njihovoj kristalnoj strukturi. Odsustvo sloja atoma u njihovoj gustoj strukturi, na primer, omogućava metalu da se plastično deformiše i sprečava ga da bude krhak.

Osobine, pojavljivanje i upotreba zlata

Zlato je jedan od najgušćih metala. Dobar je provodnik toplote i električne energije. Takođe je mekano i najkovkiji i najrašireniji element; jedna unca zlata (31,1 grama; zlato se meri u trojskim uncama, koje se razlikuju od tečnih unci) može se istanjiti na 187 kvadratnih stopa (oko 17 kvadratnih metara) u izuzetno tankim listovima nazvanim zlatni listić.

Zbog svoje vizuelne privlačnosti i obradivosti, i s obzirom da ne tamni niti korodira, zlato je bilo jedan od prvih metala koji je privukao pažnju ljudi. Primeri složenog zlatarskog rada, mnogi u gotovo savršenom stanju, preživeli su od drevnih Egipćana, Minojaca, Asirijaca i Etruščana. Zlato i dalje ostaje visoko cenjen materijal iz kojeg se izrađuje nakit i drugi dekorativni predmeti.

Zbog svojih jedinstvenih osobina, zlato je bilo materijal koji se univerzalno prihvata u zamenu za robe i usluge. U obliku novčića ili poluga, zlato je povremeno igralo glavnu ulogu kao valuta visoke denominacije, iako je srebro generalno bilo standardno sredstvo plaćanja u svetskim trgovinskim sistemima. Zlato je služilo i kao osnova za papirne valute kada su postale rasprostranjene u 19. veku. Od 1870-ih do Prvog svetskog rata zlatni standard bio je osnova za svetske valute. Iako je službena uloga zlata u međunarodnom monetarnom sistemu završena 1970-ih, metal ostaje visoko cenjen rezervni imetak, i otprilike 45 posto svetskog zlata drže vlade i centralne banke u tu svrhu. Zlato je i dalje prihvaćeno od svih nacija kao sredstvo međunarodnog plaćanja.

Zlato je rasprostranjeno u niskim koncentracijama u svim magmatskim stenama. Njegovo obilje u Zemljinoj kori procenjuje se na oko 0.005 dela po milionu. Najčešće se javlja u prirodnom stanju, hemijski nereaguje osim sa telurom, selenom i bizmutom. Jedini prirodno prisutni izotop zlata je zlato-197. Zlato se često pojavljuje u asocijaciji sa depozitima bakra i olova, i iako je prisutna količina često izuzetno mala, lako se oporavlja kao nusprodukt u preradi tih osnovnih metala. Velike mase zlata koje su dovoljno bogate da se nazovu rudama su neobične. Poznate su dve vrste depozita koji sadrže značajne količine zlata: hidrotermalne vene, koje su povezane sa kvarcom i piritom (ludim zlatom); i aluvijski depoziti, kako konsolidovani, tako i nekonsolidovani, koji su nastali iz erozije zlatonosnih stena.

Plemeniti metal

Plemeniti metal, bilo koji od nekoliko metalnih hemijskih elemenata koji imaju izuzetnu otpornost na oksidaciju, čak i na visokim temperaturama; grupisanje nije strogo definisano, ali obično se smatra da uključuje renijum, rutenijum, rodijum, paladijum, srebro, osmijum, iridijum, platinu i zlato; tj. metale iz grupa VIIb, VIII i Ib druge i treće prelazne serije periodnog sistema. Ponekad se kao plemeniti metali uključuju i živa i bakar.

Srebro i zlato, koji se zajedno sa bakrom često nazivaju metalima za kovanje novca, pa i platina, iridijum i paladijum čine takozvane dragocene metale, koji se koriste u izradi nakita.