백금과 백금족

 귀금속의 종류 "백금(Platinum)과 백금족"

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 백금(Pt)

면심입방격자의 금속으로 플래티늄(Platinum)이라 하며 비중 21.43, 융점 1,733.5℃의 응점  금속이다. 백금은 공기 중에서 산화되지 않으나 인, 유황, 규소 등의 알칼리류와 왕수에 침식  된다.

백금은 순도에 따라 A. B. C. D로 등급이 결정되는데 A등급은 물리적, B등급은 화학적, C등급은 화학공업 및 실험용 도가니 등으로 사용되고 D등급은 전기접점, 장식품, 화폐 등에 사용된다. 장신구에 쓰일 때 품위표시는 1,000, 950. 900, 850으로 쓰이나 백금의 함유량이 600 이하의 것에는 표시하지 않는다. 합금에는 백금-로듐, 백금- 팔라듐, 백금-이리듐, 백금-구리 등이 있다.

 

 

[금과 백금의 접합방법]

금과 백금은 콤비제품으로 잘 어울리지만 제작과정에서 어려움이 따른다. 금 · 은 · 동과 은을 주요소로 하되  탈산소용으로 극소량의 아연과 붕소를 첨가하여 알로이를 만든다. 반면에 백금은 일반적으로 90% 이상의 순도에 이리듐, 루테늄, 동. 코 발트, 텅스텐 등 다른 금속을 섞어서 알로이를 만든다. 모든 금속가공에서 두 가지 금속을 접합할 경우에는 기계적 접합과 야금적 접합 두 가지 방식에 의존한다. 금과 백금에서도 마찬가지이다.

기계적 접합의 대표적 예가 상감하는 방법으로 바탕금속면을 잘라내고 다른 금속으로 무늬 또는 선을 넣는 것이다. 파낸 자국보다 조금 크게 모양이나 선을 만들어 두들겨 넣으면 제2금속은 펼쳐져 들어가면서 경사지게 자른 단면과 일치되어 저절로 물려서 빠져나오지 않게 된다. 야금학적 접합에는 다음과 같은 것이 있다.

 

 

  · 용접 -두 금속을 녹여붙이는 것으로 전열이나 레이저를 사용할 수도 있다.

  · 땜 - 두 가지 금속보다 낮은 점에서 용해되는 땜물질을 사용하여 두 금속을 결합시 킨다.

  · 반죽법(Puddle) - 용융온도가 높은 금속표면 또는 홈에 녹인 다른 금속을 부어 접 합시킨다.

  · 기타 야금학적 접합방법으로는 전기저항법, 금속분진법, 마찰법, 다금속 주조법, 점토 귀금속법, 디퓨전법 등이 있다.

 

 [금과 백금을 접합할 때 고려사항]

금과 백금을 야금학적으로 접합시키는 데에는 두 가지 요소를 고려해야 한다. 

 

첫째는 금과 백금은 상온에서 결합상태가 되기 어렵다. 따라서 금과 백금을 어떤 형태 의 야금학적 방식으로 결합시킨다.해도 전성이 극히 제한되어 작업이 어려운데 특히 서로 섞이지 않는 합금을 중간매개 물질없이 고온과 압력으로 접합시키는 확산접합 (Defusion Bonding)의 경우가 그렇다. 백금을 금에 확산접합 시킬 경우 그 합금은 고루섞이지 않고 여러 가지 농도의 부분이 여러 곳에 형성되기 때문에 깨어지기 쉬운 성질을 가지게 된다.

 

두번째는 땜방식의 경우 두 금속의 선형팽창상수가 다르다는 문제가 있다. 금이나 백금은 온도에 따라 팽창과 수축을 하는데 그 팽창률이나 수축률이 현격히 차이가 나는 것이다.

   

 [접합할 때 주의사항]

품질 좋은 접합이 되기 위해서는 모든 잔여응력을 제거하고 접합면이 잘 밀착되어야 하며 접합면이 청결해야 한다.
응력은 두 금속 간의 팽창률 차이로 일어나게 되며 제품을 깨지게 만든다. 응력을 제거하려면 열처리를 하는데 복구열처리, 응력제거열처리, 재결정화와 조직 성장 열처리 를 해준다. 접합면의 청결은 지문이나 기름을 제거하고 중류수나 알코올로 산화물을 닦아내고 땜물질이 잘 스며들게 매끄럽게 해준다.

[기술적 요소의 고려사항]

금은 백금보다 팽창률이 높으므로 열기가 남아 있는 금반지를 차가운 백금반지에 맞추어 놓고 상온에 두면 백금이 빠져나오지 못한다. 백금은 순도와 높은 용융점, 그리고 불부식성 등의 특징 때문에 특별한 접합기술이 가능하다.

금과 백금을 캐스팅하는 것도 좋은 접합방법이다. 백금 부분을 다 가공한 후 광택까지 마치고 왁스에 세팅해서 통상의 금주조 방식으로 매몰재에 넣고 왁스를 소성 시켜서 금을 용융해서 부어넣으면 백금과 금은 접합된다.

팔라듐(Pd)

팔라듐(Palladium)은 비중이 12.03, 융점 1,554℃의 은백색 금속으로 왕수에 용해되며 상온에서 약 850배의수소를 흡수한다. 성질이 유연하여 가공하기 쉽고 순금속만으로 쓰기보다 다른 금속과 합금속으로 많이 쓰인다.  합금으로는 금-팔라듐, 로타늄(Rhotanium), 팔로륨(Palorium)이 있다. 

 

로듐(Rh)

로듐(Rhodium)은 비중 12.44, 융점 1,966℃의 은백색 금속으로 너무 단단하여 상온에서 가공이 불가능하고 고온에서만 가공할 수 있다. 산화현상으로 변색되기 쉽고 분말 상태로 실용 되는데 은 식기용 기구의 은 변색방지를 위해 도금용으로 많이 쓰이고 왕수에 침식된다.

 

루테늄(Ru)

루테늄(Ruthenium)은 비중 12.20 융점 2,500℃의 회은백색 금속으로 왕수에 침식되지 않고 고온가공도 곤란하여 분말상태로 실용된다.

 

오스뮴(Os)

오스뮴(Osmium)은 비중 22.50. 융점 2,700℃의 회청색 또는 은백색으로 고온가공이 곤란하여 순금 속으로 사용 되지는 않고 분말상태로 사용되고 왕수에 침식된다.

 

이리듐(Ir)

이리듐(Iridium)은 비중 22.5, 융점 2,454℃의 은백색 금속으로 상온가공이 어렵고 고온가공이 가능하며 분말상태로 사용되며 왕수에 잘 침식되지 않는다.