Определение твердости минерала
Твердость определяется следующим образом. На поверхности исследуемого минерала выбирают гладкую площадку и, взяв минерал из шкалы Мооса, проводят им по ней под острым углом с нажимом. Если на поверхности исследуемого образца остается царапина, то его твердость меньше, чем у эталонного минерала. Необходимо убедиться в том, что на исследуемом образце остается именно царапина (углубление), а не порошок эталонного образца.
Используя последовательно эталонные минералы от самого мягкого до наиболее твердого, добиваются такого положения, когда испытуемый образец располагается по своей твердости между двумя эталонными или испытуемый образец царапается эталонным и сам царапает его. В первом случае твердость исследуемого образца оценивается средней величиной, во втором — равна твердости эталонного. Например, если какой-нибудь минерал царапается кварцем и не царапается ортоклазом, то его твердость равна 6,5. Если же другой минерал царапается кальцитом и сам оставляет на нем царапину, то его твердость 3.
(При отсутствии шкалы Мооса твердость минералов можно определить и другими способами.
Так, у графита мягкого карандаша твердость около 1. Минералы с такой твердостью пишут на бумаге, не оставляя на ней царапины.
Минералы с твердостью до 2 царапаются ногтем; железный гвоздь, проволока имеют твердость 4 (бронзовая монета 3,5—4), стекло — 5, стальной нож, игла — 6. Кварц, имеющий твердость 7, широко встречается в природе)..
Следует иметь в виду, что отдельные минералы могут обладать различной твердостью в разных направлениях. Например, твердость дистена вдоль удлиненной грани равна 4, а перпендикулярно к ней —6.
Чтобы определить твердость минерала, представляющего собой порошкообразный или землистый агрегат, необходимо потереть этим порошком эталонный образец.
Если последний покроется царапинами, то твердость эталона меньше, чем исследуемого образца.
Важно подчеркнуть, что единицы твердости по шкале Мооса относительны. Так, например, алмаз по методу вдавливания имеет твердость 10 000 кг/мм2, а тальк — 43 кг/мм2, т. е. твердость алмаза больше твердости талька не в 10, а в 232 раза.
Твердость металлических сплавов.
Шкала Мооса для каждого металла означает твердость в его чистом состоянии, т.е. без любых других материалов, смешанных с ним.
Однако в действительности почти все металлы, используемые в драгоценностях, объединяют с другими для создания более прочного или более дешевого материала.
Например, золото часто смешивается с никелем, цинком, медью и другими металлами для придания ему дополнительной твердости.
Точно так же, когда к вольфраму, имеющему коэффициент твердости 7,5 в чистом виде, добавляют углерод, получившийся карбид вольфрама будет иметь коэффициент уже 8.5-9 по Шкале твердости Мооса.
Комплект для определения твердости минералов
Шкала Мооса. Твёрдость минералов
Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания.
В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
Состоит из 10 эталонов твёрдости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.
Минералы
с индексом ниже 7 считаются
мягкими
, выше 7 —
твердыми
.
В целом главная масса природных соединений обладает твердостью от 2 до 6.
Шкала твёрдости предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.
— это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом
; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества.
Твёрдость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях
. Большим различием твердости в разных направлениях среди других минералов выделяется : твердость изменяется у него от 5 до 7, и в одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет.
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 распространённым минералам — от талька до алмаза
.
Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Всё очень просто. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.
Промежуточные степени твёрдости камня выражаются в виде дробей. Так, число 8 1/2, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом.
Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7 1/2), поэтому его твердость обозначается как 7 1/4.
Важно помнить, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов обладают ложными малыми твёрдостями
.
Например, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красной охры меньше 4.
Каждый обладатель алмазного перстня знает, что алмаз легко царапает оконное стекло.
Алмазом стекло и режут. Если мы станем пробовать другие драгоценные камни, то обнаружится, что и они царапают стекло, но не так легко, а дальше — топаз царапает оконное стекло, но на самом топазе оставляет царапины корунд, который в свою очередь поддаётся всесильному и самому твёрдому алмазу.
Образцы одних и тех же минералов, полученные из разных мест, отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки.
Об алмазах с Калимантана и из Нового Южного Уэльса говорят, что они существенно тверже алмазов из Южной Африки и из других мест и что при их огранке возникают трудности.
Цейлонские сапфиры тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры — мягче.
Шкала Мооса предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона.
Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов
.
Помимо шкалы Мооса, конечно же есть и другие методы определения твёрдости минералов, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом
.
Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.
Использование шкалы Мооса для выбора драгоценных камней в кольцах
Твердость и долговечность являются важными соображениями в ювелирном деле, особенно в отношении колец. Шкала Мооса скажет вам о твердости, но не о прочности драгоценного камня. Но это инструмент, который у нас есть, и поэтому мы его используем.
Поскольку кольца имеют тенденцию соприкасаться с твердыми поверхностями – гранитными столешницами, металлическими дверными ручками, другими кольцами (например, с драгоценными камнями ниже по шкале Мооса) – со временем они будут царапаться и становиться «мутными». Примеры мягких драгоценных камней: опалы, гранаты и изумруды.
Золотое кольцо с бриллиантами (перейти в каталог SUNBLIGHT)
С другой стороны, драгоценные камни на высоких отметках шкалы, такие как алмазы, рубины и сапфиры, будут сохранять свой блеск гораздо дольше и будут более устойчивыми к повреждениям твердыми поверхностями.
Бытовые средства измерения твёрдости
Иногда для определения твёрдости приходится пользоваться средствами, которые есть под рукой
, хотя в некоторых случаях
они бывают недостаточно точны
(карандаш -1, соль поваренная — 2, ноготь — 2.5, медная монета — 3, железный гвоздь — 4, стекло — 5, стальной нож — 6, напильник — 7).
При определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала.
хорошо запомнить:
- ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах
- обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата
- стальное лезвие ножа немного твёрже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.
Классификация природных каменных материалов по твёрдости
| Твердые | Средней твердости | Мягкие |
| Гранит, гнейс, диорит, сиенит, габбро, лабрадорит, тешенит, диабаз, кварцевый порфир, базальт | Мрамор (ахроматический и хроматический), конгломерат, брекчия, известняк, песчаник, вулканический туф, известковый туф, сланцы | Гипсовый, тальковый |
Шкала твердости по Моосу для оценки твердости металлов.
Вот список коэффициентов твердости для некоторых металлов, с которыми каждый человек, скорее всего, сталкивается в своей повседневной жизни, особенно при контакте с драгоценностями:
- Олово: 1.5
- Цинк: 2.5
- Золото: 2.5-3
- Серебро: 2.5-3
- Алюминий: 2.5-3
- Медь: 3
- Медь: 3
- Бронза: 3
- Никель: 4
- Платина: 4-4.5
- Сталь: 4-4.5
- Железо: 4.5
- Палладий: 4.75
- Родий: 6
- Титан: 6
- Укрепленная сталь: 7-8
- Вольфрам: 7.5
- Карбид вольфрама: 8.5-9
Линейная твёрдость
Линейная твёрдость определяется абсолютной шкалой твердости, а не шкалой Мооса.
Вот абсолютная шкала твердости:
Тальк — 1 — Скоблится ногтем Гипс — 3 — Царапается ногтем Кальцит — 9 — Царапается медной монетой Флюорит — 21 — Легко царапается ножом Апатит — 48 — С трудом царапается ножом Ортоклаз — 72 — Царапается напильником Кварц — 100 — Царапает оконное стекло Топаз — 200 — Легко царапает кварц Корунд — 400 — Легко царапает топаз Алмаз — 1600 — Не царапается ничем (а сам при этом легко царапает корунд)
ТвёрдостьМинералАбсолютная твёрдость
| 1 | Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 |
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 3 |
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 |
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 |
| 5 | Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 |
| 6 | Полевые шпаты (KAlSi3O8) | 72 |
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 |
| 8 | Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 |
| 10 | Алмаз (C) | 1500 |
14.10.8.1. Минеральные пигменты и наполнители
Таблица 14.87
Белые пигменты
| Название | Формула | Стандарты | Цвет (Color Index) | Кристал-лическая структура | Твердость по шкале Mooca, у. е. | Плотность, 103 · кг/м3 | Удельная поверх-ность, м2/г | Показатель прелом-ления, вакуум/ алкид | Белизна, у. е. | Укрывис-тость, г/м2 | Масло-емкость, г/100 г | Термостой-кость, °C | Хим. стойкость | |
| OH– | H+ | |||||||||||||
| 1. Диоксид титана, двуокись титана, титановые белила | TiO2 | ГОСТ 9808–84 ASTM D476 ISO 591 DIN 55912 BS 1851 | PW 6 (77891) | Тетрагональная, анатаз | 5,0–6,0 | 3,7-4,1 | 6,0–15,0 | 2,55 /1,65 | 96–97 | 32–45 | 20–30 | 250–300 | + | + |
| Тетрагональная, рутил | 6,0–7,0 | 3,7-4,2 | 5,0–20,0 | 2,76 / 1,75 | 94–96 | 30–40 | 16–25 | 200–300 | + | + | ||||
| 2. Оксид цинка, окись цинка, цинковые белила | ZnO | ГОСТ 202–84 ASTM D 79 DIN 55943 BS 254 | PW 4 (77947) | Гексагональная | 4,0–4,5 | 5,6 | 3–10 | 2,0 / 1,29 | 95–97 | 110–140 | 12–20 | 400–700 | + | – |
| 3. Сульфид цинка | ZnS | DIN 55910 BS 1316 | PW 7 (77975) | Гексагональная (вюртцит) | 3,0 | 4,0–4,1 | 6,0–8,0 | 2,37 / 1,53 | 98 | 35 | 13–14 | 600 | + | – |
| 4. Литопон | ZnS + BaSO4 | ГОСТ 907–72 ASTM D3280 ISO 473 DIN 55910 BS 239-296 | PW 5 (77115) | ZnS — гексагональная BaSO4 — ромбическая | ZnS — 3,0 BaSO4 — 3,5 | 4,1–4,3 | 3,0–5,5 | 1,84 / 1,19 | 90–94 | 110–140 | 11–15 | 600–700 | + | – |
| 5. Основной карбонат свинца, свинцовые белила | 2PbCO3 · · Pb(OH)2 | ТУ 6-33-501-1902-102–90 ASTM D 81 BS 239 | PW 1 (77597) | Гексагональная | 6,4–6,8 | 2,7 | 1,94 / 1,29 | 95 | 160–220 | 9–14 | 200 | – | – | |
| 6. Основной сульфат свинца, свинцовые белила сульфатные | 2PbSO4 · · Pb(OH)2 | BS 637 ASTM D 82 | PW 2 (77633) | 6,4–6,7 | 2,5 | 1,93 / 1,30 | 95 | 90 | 8–10 | 200 | – | – | ||
Таблица 14.88
Наполнители
| Название | Формула | Стандарты | Твердость по шкале Мооса, у. е. | Плотность, 103 · кг/м3 | Удельная поверх-ность, м2/г | Средний размер частиц, мкм | Показатель преломления вакуум/алкид | Белизна, у. е. | Маслоем-кость, г/100 г | Термостой-кость, °C | pH | Хим. стойкость | |
| ОН– | Н+ | ||||||||||||
| 1. Карбонат кальция природный — кальцит, мел | CaCO3 | ГОСТ 1285–88 ASTM D1199 DIN 55918 BS 1795 | 3,0 | 2,7 | 1–50 | 1,48–1,96/ /0,95–1,06 | 80–85 | 12–22 | 300 | 8–10 | + | – | |
| 2. Карбонат кальция осажденный | CaCO3 | ТУ 5743-003-05346-453–97 DIN 55918 | 3,0 | 2,65–2,70 | 0,05–0,35 | 1,49–1,69/ /1,01 | 95–97 | 28–58 | 300 | 9–10 | + | – | |
| 3. Доломит, карбонат кальция и магния | n CaCO3 · MgCO3 n = 1,18¸1,24 | ГОСТ 236-72–79 DIN 55919 | 3,0 | 2,75–2,90 | 1,0–3,0 | 2–30 | 1,50–1,68/ /1,03 | 84–96 | 14–20 | 300 | 8–10 | + | – |
| 4. Сульфат бария природный, барит, полевой шпат | BaSO4 | ТУ 4682–84 ASTM D602 DIN 55911 BS 1795 | 3,0–3,5 | 4,4–4,5 | 2,0–3,0 | 2–10 | 1,64/1,06 | 72–92 | 10–11 | 600 | 6–10 | + | + |
| 5. Сульфат бария синтетический, бланфикс | BaSO4 | ГОСТ 11120–75 ASTM D602 DIN 55911 BS 1795 | 2,5–3,5 | 4,1–4,5 | 2,0–4,0 | 0,7–6 | 1,64/1,06 | 95–100 | 12–40 | 600 | 6–10 | + | + |
| 6. Диоксид кремния природный: аморфный (диатомит, кизельгур) | SiO2 72–88 % | СТП ЗХК 001–96 ASTM D604 DIN 55630 BS 1795 | 6,0 | 1,9–2,3 | 20 | 3–60 | 1,42–1,48/0,94 | 75–88 | 120–130 | 200 | 7–9 | + | + |
| кристаллический (кварц) | SiO2 99 % | ГОСТ 9077–82 DIN 55926 | 7,0 | 2,65 | 15–150 | 1,55/1,01 | 95–98 | 13–30 | 7 | + | + | ||
| 7. Диоксид кремния: синтетический силикагель | SiO2 | DIN 55921 | 6,0 | 2,0–2,2 | 130–400 | 0,07–4,0 | 1,46/0,94 | 81–96 | 145–350 | 200 | 3,5–8 | + | + |
| аэросил | ГОСТ 14922–77 | 6,0 | 2,2 | 150–320 | 0,007–0,016 | 1,45/1,55 | 280–300 | 2,2 | + | + | |||
| 8. Каолин, силикат алюминия природный | Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O | ГОСТ 21285– 75 ASTM D602 DIN 55922-A, B | 2,5 | 2,58–2,63 | 13–20 | 0,5–7,0 | 1,56/1,0 | 80–90 | 40–55 | 400 | 4,5–6 | + | – |
| 9. Силикат алюминия природный, бентонит, коллоидная глина | Al2O3 · SiO2 · 2H2O, примеси: Fe2O3 — 1,7 %, MgO — 2 % Na2O + K2O — 2,2 % | ТУ 6-1282–79 DIN 55922-C, D | 2–5 | 1–8 | 13–20 | 0,5–5,0 | 1,58–1,61/ /1,02–1,04 | 50–90 | 50–60 | 250 | 4–9 | + | + |
| 10. Тальк, силикат магния природный | 3Mg · 4SiO2 · · H2O | ASTM D605 DIN 55924 | 1,0 | 2,6–2,8 | 8–10 | 20–90 | 1,54–1,59/ /0,99–1,03 | 70–90 | 30–50 | 500 | 8–9,5 | + | + |
| 11. Волластонит, метасиликат кальция, дощатый шпат | CaSiO3 | 4,5–5,0 | 2,8–2,9 | 4,0–8,0 | 20–60 | 1,63/1,04 | 85–90 | 20–26 | 600 | 8–12 | + | + | |
| 12. Силикат кальция синтетический | CaSiO3 · n H2O | DIN 55921 | 1,9 –2,4 | 8,0–10,0 | 1,55–1,63/ /1,00–1,05 | 93 –95 | 600 | 8 –12 | + | – | |||
| 13. Слюда, алюмосиликат калия или магния: мусковит | K2O · 3Al2О3 · 6SiO2 · 2H2О | ГОСТ 10698–80 ASTM D607 DIN 55607 BS 1795 | 2,74–2,88 | Пластинки диаметром 5–150 мкм | 1,58–1,59/ /1,50–1,55 | 70–80 | 20–50 | 600 | 7–9,5 | + | + | ||
| флагопит | 3MgO · 1,5Al2О3 · · 8SiO2 · 9H2О | 2,5 | 2,36 | 1–5 | 1000 | + | – | ||||||
| 14. Гидроксид алюминия, прозрачные белила | Al(OH)3 | ТУ 1711-001-00658716–99, ТУ 48-5-128–89 ISO 1247 ASTM D962 DIN 55628 BS 1795 | 2,0–2,3 | 60–70 | 0,1–1,0 | 1,54–1,57 | 88–93 | 80–150 | 120 | 7–9 | – | – | |
Таблица 14.89
Синтетические хроматические пигменты
Примечания: 1. Оптимальный размер частиц пигмента, обеспечивающий лучшее рассеяние света в пигментной дисперсии, а следовательно, и наибольшую яркость цвета, высокую красящую способность и укрывистость, составляет 0,16–0,28 мкм. Однако вследствие агломерации частиц и различия в технике изготовления (процессов синтеза и измельчения) дисперсный состав пигментов обычно отличается от оптимального и может варьироваться в зависимости от способа получения. Поэтому такие показатели, как удельная поверхность, маслоемкость, укрывистость могут изменяться в определенных пределах для каждого пигмента и не имеют устойчивой величины. В таблицах для всех пигментов приведены усредненные показатели. 2. Новые пигменты (табл. 14.91). Помимо перечисленных в таблице цветных синтетических пигментов, в последнее десятилетие получила распространение большая группа цветных циркониевых пигментов. Они получаются внедрением 1–3 ионов в кристаллическую решетку циркония — ZrSiO4-. Тетрагональная структура силиката циркония дефектна и дает возможность встраивать в нее элементы, благодаря чему получаются окрашенные соединения. Кроме того, силикат циркония обладает способностью образовывать с рядом пигментов смешанные продукты типа керновых пигментов, создавая защитные оболочки и обеспечивая полученным продуктам высокую термо- и химстойкость. Циркониевые пигменты используются преимущественно в качестве керамических пигментов для высокотемпературных глазурей, эмалей и в производстве фарфора.
В табл. 14.90 показана зависимость свойств железооксидных пигментов (α-Fe2O3) от размера частиц.
Таблица 14.90
Зависимость свойств железооксидных пигментов от размера частиц
| Свойства | Размер частиц, мкм | ||
| 0,001–0,01 | 0,1–1,0 | 10–100 | |
| Вид пигмента | Прозрачный железооксидный пигмент | Укрывистый железооксидный пигмент | Железная слюдка |
| Оттенок α-оксида железа | Желто-красный | От желто-красного до фиолетового | Серо-коричневый с металическим блеском |
| Укрывистость | Прозрачный (лессирующий) пигмент | Высокоукрывистый пигмент | Малоукрывистый пигмент |
| Склонность к оседанию | |||
| Удельная поверхность | |||
| Способность к флокуляции | |||
| Диспергируемость | |||
| Маслоемкость | |||
Примечание. Стрелки указывают на качественную тенденцию увеличения или уменьшения показателя.
К новым цветным пигментам, способным заменить токсичные пигменты красного цвета — кадмиевые и свинцовые, — относятся сульфиды церия, уже выпускающиеся производством пока в ограниченном количестве. Ce2S3 оранжевый, C.I. P.O.75 (77288:1) и Ce2S3 красный C.I.P.R.265 (77288:2). Их плотность — 5000 кг/м3, укрывистость близка к укрывистости кадмиевых пигментов, цвет менее ярок, термостойкость — 290–320 °C. Химически они менее устойчивы, разлагаются горячей водой и слабыми кислотами. Они легко диспергируются и могут использоваться для окраски пластмасс и в призводстве красок.
К желтым пигментам, недавно освоенным производством, относится ванадат висмута BiVO4.
Цвет — ярко-желтый, C.I.P.Y. 184, плотность — 7500 кг/м3, показатель преломления — 2,45, удельная поверхность — 5–15 м2/г, термостойкость — 200 ºС. Применяется в лакокрасочной промышленности и для окраски пластмасс.
Таблица 14.91
Цветные пигменты на основе циркона
| Встроенные в решетку элементы | Цвет | Пигмент в оболочке циркона | Цвет |
| Се, Еu | Розовый | Fe2O3 | Коралловый |
| Cd(S, Te) | Розовый | ||
| Pr, Mg | Оранжево-красный | Cd(S, Se) | Красный |
| Cd, Hg(S, Se) | Оранжевый | ||
| Ce, Pr, Mg | Оранжево-красный | (Cd, Zn)S | Желтый |
| CdS | Желтый | ||
| PbCrO4 | Желтый | ||
| Ce, Pr | Желто-оранжевый | TiO2 · NiSbO4 | Желтый |
| Pr | Желтый | Соединения Cu | Зеленый |
| Pr, Mo | Желтый | (Co, Zn)Al2O4 | Синий |
| Tb | Желтый | Au | Сине-фиолетовый |
| Ce, Tb | Желтый | Au, Ag, Zn | Красно-фиолетовый |
| Ce, Dy | Желтый | PbS | Серый |
| Ce | Слоновая кость | SnS | Серый |
| Ni | Желто-зеленый | MoS2 | Серый |
| V, Mn | Сине-зеленый | Mo(S, Se)2 | Серый |
| Cr | Зеленый | VS | Серый |
| V | Сине-зеленый | ||
| Cu | Сине-зеленый | ||
| Co | Сине-зеленый | ||
| Ce, Nd | Сине-фиолетовый | ||
| Nd | Светло-пурпурный | ||
| Cr, Co, Cu | Темно-фиолетовый | ||
| Ni, Co | Серый | ||
| Mn | Серый, розовый |
Таблица 14.92
Природные пигменты на основе оксидов железа
Примечание
.
Железная слюдка в отличие от остальных пигментов имеет пластинчатые частицы шириной 5–100 мкм и толщиной 2–5 мкм.
Таблица 14.93
Природные пигменты с другой красящей основой
Антикоррозионные пигменты
Антикоррозионные пигменты выполняют функцию ингибиторов коррозии в покрытиях, при этом по механизму защитного действия они делятся на 3 группы:
- пигменты, обеспечивающие химическую защиту (они содержат растворимые компоненты и за счет химических реакций поддерживают постоянный рН в покрытии);
- пигменты, обеспечивающие электрохимическую защиту: одни из них предотвращают коррозию, образуя защитное покрытие, и являются активными в анодной области металлической поверхности (анодная защита), другие предотвращают коррозию благодаря окислительному потенциалу и являются активными в катодной области (катодная защита);
- пигменты, которые химически инертны, но создают механические препятствия проникновению влаги и агрессивных газов («барьерный эффект»).
Широко применявшиеся ранее свинецсодержащие антикоррозионные пигменты (свинцовый сурик, цианамид свинца и др.) из-за высокой токсичности полностью вытесняются группой хроматов, фосфатов и других пигментов, свойства которых описаны ниже.
ХРОМАТЫ: обладают небольшой растворимостью, обеспечивают катодную защиту и образуют защитную пленку в результате взаимодействия хромат-ионов с поверхностью металла.
ФОСФАТЫ: обеспечивают анодную защиту, образуют защитное покрытие на поверхности металла.
МОЛИБДАТЫ: обеспечивают анодную защиту. Они дороги, и их обычно комбинируют с фосфатами, цинковыми белилами, карбонатами кальция и магния.
ПЛЮМБАТ КАЛЬЦИЯ: обладает химической активностью, образуя в покрытии гидроксид кальция и повышая рН до 11–12.
ФЕРРИТЫ кальция, цинка: химически активны, образуя в покрытии гидроксид кальция и повышая рН.
ЦИНКОВАЯ ПЫЛЬ: химически активна (образует гидроксид цинка и повышает рН).
ЖЕЛЕЗНАЯ СЛЮДКА и другие чешуйчатые пигменты создают «барьерный эффект». В качестве таких пигментов используются слюда, тальк, алюминиевая пудра и др.
ИОНООБМЕННЫЕ соединения — активные антикоррозионные пигменты, обладают химическим действием: ионы кальция этих соединений обмениваются в пленке с водородными ионами среды (нейтрализуют кислотность), а затем связываются с оксидами на поверхности металла.
Ниже в таблице приведены основные свойства антикоррозионных пигментов.
Таблица 14.94
Антикоррозионные пигменты
Таблица 14.95
Новые перспективные антикоррозионные пигменты фосфатного типа и области их применения
| Состав (формула) | Пленкообразователь | Металл—субстрат (подложка) |
| CaZn2(PO4)2 · 2H2O | Алкид, хлоркаучук | Железо |
| CaHPO4 · 2H2O/ZnO | Поливинилбутираль, феноло-формальдегидный олигомер, алкид | Алюминий, железо |
| MgHPO4 · 3H2O/ZnO | Алкид, поливинилбутираль, феноло-формальдегидный олигомер | Железо, алюминий |
| CaHPO4 · 2H2O/MgHPO4 · 3H2O | Алкид | Железо |
| (0,5MgHPO4 · 0,5MgCO3) · x H2O | Эпоксид, полиамид | Алюминий |
| (0,4SrHPO4 · 0,6SrCO3) · x H2O + (0,1–3) % F | Эпоксид, полиамид | Алюминий |
| TiO2/ZrO/SiO2 · х P2O5 | Алкидно-меламино-формальдегидный олигомер | Железо |
| (Fex , Cr y , Na z )PO4 · x H2O | Эпоксид | Железо |
| Al(H2PO4)3 · x H2O/ZnO | Алкид | |
| (Ca, Mg)3(PO4, MoO4)2 · x H2O | Эпоксид, алкидно-меламино-формальдегидный олигомер | Железо |
| Zn3(PO4)2 · (2–4)H2O · х ZnMoO4 | Алкид | Железо |
| (Zn, Ca)3(PO4, MoO4)2 · x H2O | Алкид, эпоксид | Железо |
Таблица 14.96
Возможность применения антикоррозионных пигментов в грунтах разной природы
| Антикоррозионные пигменты | Алкидные грунты естественной сушки | Алкидно-меламинные грунты | Двухкомпо-нентные эпоксидные грунты | Двухкомпо-нентные акрил-изоцианатные грунты | Грунты на основе хлоркау-чука | Водные полимерные дисперсии | Грунты на основе поливинил-бутираля | Электро-осаждаемые ЛКМ |
| Фосфат цинка | + | + | + | + | + | + | о | о |
| Фосфат хрома | + | о | – | – | – | – | – | о |
| Фосфат алюминия | + | + | + | – | + | + | + | – |
| Фосфомолибдат цинка | + | + | + | – | + | + | + | о |
| Фосфомолибдат кальция-цинка | + | – | + | – | – | + | – | + |
| Гидрофосфит цинка | + | – | + | – | + | + | – | – |
| Метаборат бария | + | + | – | – | – | + | – | – |
| Борофосфат цинка | о | – | о | – | – | + | + | – |
| Тетраоксихромат цинка | + | + | – | – | – | + | + | – |
| Хромат стронция | + | + | + | – | – | – | + | + |
Примечание
.
«+» — хорошие антикоррозионные свойства, применяются часто; «о» — удовлетворительные антикоррозионные свойства; «–» — применяются редко.
Таблица 14.97
Металлические пигменты
| Название | Формула | Стандарты | Плотность, 103 кг/м3 | Cредний размер частиц, мкм | Oбласти применения | |
| гранулы | чешуйки | |||||
| 1. Пудра алюминиевая | Al | ГОСТ 5494–71 ISO 1247 ASTM D962 DIN 55923 BS 388 | 2,5–2,7 | 2 | до 50 | Антикоррозионные краски, покрытия для наружных работ, для транспортных средств, дисперсионные краски, типографские краски, электропроводящие покрытия, ЛКМ для декоративных и светотехнических целей |
| 2. Цинковая пыль | Zn | ISO 3549 ASTM D520-51 DIN 55969 BS 3982 | 7,0–7,1 | 2–9 | 4–10 | Антикоррозионные грунты и покрытия |
| 3. Порошки: | ||||||
| меди | Cu | ASTM D964-48T | 7,6–8,0 | 0,1–20 | 8–10 | Декоративные покрытия, полиграфические краски, необрастающие покрытия |
| бронзы (Zn — 30 %) | Cu, Zn | ASTM D267-41 | ||||
| 4. Порошки нержавеющих сталей | Fe, Cr, Ni | 7,6 | 13–40 | Антикоррозионные краски | ||
Таблица 14.98
Перламутровые пигменты
Примечания
:
1. При получении перламутровых пигментов для создания слоя оксида металла на поверхности слюды используются также оксиды олова, циркония, хрома и других металлов. Для нанесения на поверхность слюды используются также гидроксиды железа, железная лазурь и сажа. 2. Соотношение между линейными размерами: 1 мкм = 103 нм.
Пигменты целевого назначения
Термочувствительные пигменты
К термочувствительным относятся пигменты и соединения, меняющие цвет при определенной температуре. Они делятся на две группы. К первой группе относятся вещества, которые при охлаждении приобретают первоначальный цвет, — это обратимые пигменты, они служат индикаторами только для низких температур в пределах 100 °С. Необратимые термочувствительные пигменты при нагревании до определенной температуры переходят в оксиды, окрашенные в цвет, отличный от цвета исходных соединений. В табл. 14.99 приведена характеристика термочувствительных пигментов.
Таблица 14.99
Характеристика термочувствительных пигментов
| Соединения | Температура изменения цвета, °C | Первоначаль-ный цвет | Цвет после воздействия температуры |
| Обратимые | |||
| CoCl2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 35 | Розовый | Голубой |
| CoBr2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 40 | Розовый | Голубой |
| HgI2 · 2AgI | 45 | Темно-желтый | Темно-коричневый |
| CoI2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 50 | Розовый | Зеленый |
| CoSO4 · 2C6H12N4 · 9HO | 60 | Розовый | Фиолетовый |
| NiCl2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 60 | Светло-зеленый | Желтый |
| NiBr2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 60 | Светло-зеленый | Голубой |
| HgI2 · 2CuI | 65 | Карминово-красный | Шоколадный |
| Co(NO3)2 · 2C6H12N4 · 10H2O | 75 | Розовый | Пурпурный |
| Необратимые | |||
| NiNH4PO4 · 6H2O | 120 | Светло-зеленый | Серо-зеленый |
| Co3(PO4)2 · 8H2O | 140 | Розовый | Голубой |
| CoNH4PO4 · H2O | 140 | Пурпурный | Темно-голубой |
| Pb(OH)2 + 4,5 % H2O | 145 | Белый | Желтый |
| NH4VO3 | 150 | Белый | Коричневый |
| (NH4)3PO4 · 12MoO3 | 160 | Желтый | Черный |
| (NH 4)2V2O7 | 200 | Желтый | Серый |
| Cd(OH)2 | 200 | Белый | Желтый |
| 7CuO · 2SO3 · 6H2O | 220 | Голубой | Коричневый |
| CoCO3 · n Co(OH)2 | 250 | Розовый | Черный |
| FeOOH | 280 | Желтый | Красно-коричневый |
| 2PbCO3 · Pb(OH)2 | 285 | Белый | Желтый |
| PbCO3 | 290 | Белый | Желтый |
| CdCO3 | 310 | Белый | Коричневый |
| CoCl2 | 400 | Розовый | Темно-коричневый |
| CuCO3 | 400 | Светло-зеленый | Темно-коричневый |
| NH4MnP2O7 | 400 | Фиолетовый | Белый |
| Cu(OH)2 · Cu3(PO4)2 | 650 | Серый | Зеленый |
Пигменты для покрытий светотехнического назначения
Пигменты-светосоставы состоят из основания — светящегося вещества, в кристаллическую решетку которого вводится металл-активатор в количестве 1–10 г/моль основания. Размер частиц пигментов составляет 1–5 мкм. Они применяются в телевизионной технике, осциллографах, рентгенотехнике, радарных установках, лампах специального назначения и др. В табл. 14.100 приведена характеристика пигментов для покрытий светотехнического назначения.
Таблица 14.100
Пигменты-светосоставы
| Ион-активатор | Основание для светосостава | Формула основания | Длина волны испускаемого света, нм | Цвет |
| Mn2+ | Ортосиликат цинка | ZnSiO3 | 525 | Зеленый |
| Mn2+/Sb3+ | Галогено-фосфат кальция | Ca5(PO4)3(Cl, F) | 480,580 | Голубой или желто-оранжевый |
| Mn4+ | Фторо-германат магния | Mg2GeO4 · 1,5MgO · 0,5MgF | 710 | Красный |
| Sn2+ | Ортофосфат магния-стронция | (Sr, Mg)3(PO4)2 | 630 | Розово-красный |
| Ce3+ | Алюминат иттрия | Y3Al5O12 | 550 | Желтый |
| Eu2+ | Фтор-бром-хлорид бария | BaF(Cl, Br) | 440 | Голубой |
| Eu3+ | Оксид иттрия | Y2O3 | 625 | Красный |
| Tb3+ | Оксид-сульфид иттрия | Y2O2S | 525, 440 | Зеленый, синий |
| Ag+/Cl– | Сульфид цинка | ZnS | 525 | Зеленый |
| Cu+/Cl– | Сульфид цинка | ZnS | 525 | Зеленый |
| Zn2+ | Оксид цинка | ZnO | 505 | Зеленый |
Магнитные пигменты
Магнитные пигменты (или магнитные порошки) имеют игольчатую форму частиц, размер частиц — 0,03–0,1 мкм, отношение длины к поперечнику (5 : 1) / (10 : 1). Они используются в качестве материала запоминающей среды в современных аудио-, видео- и компьютерных носителях информации. В табл. 14.101 приведены основные свойства магнитных пигментов.
Таблица 14.101
Магнитные пигменты
| Магнитный пигмент | Коэрцетивная сила, Э* | Остаточная магнитная индукция, Тл | Коэффициент прямоугольности |
| γ-Fe2O3 | 275–330 | 0,12–0,15 | 0,74–0,76 |
| γ-Fe2O3, модифицированный кобальтом (Co) | 350–1000 | 1,0 | 0,75–0,90 |
| CrO2, модифицированный сурьмой (Sb) | 420–500 | 0,18–0,23 | 0,85–0,93 |
| Fe металлический | 400 | 0,3 | 0,80–0,88 |
Пигменты специального назначения
Таблица 14.102
Пигменты для антифрикционных покрытий — твердые смазки
| Свойства | Твердые смазки | ||
| Графит, С | Дисульфид молибдена, МoS2 | Борнитрид, BN | |
| Цвет | Черный | Серо-черный | Белый |
| Твердость | 0,89–1,26 | 1,26–1,43 | 2,0 |
| Плотность, 103кг/м3 | 2,1–2,3 | 4,80 | 2,29 |
| Кристаллическая структура | Гексагональная (слоистая решетка) | Гексагональная | Гексагональная |
| Температурный предел, °C | 600 | 450 | 300–750 |
| Продукты окисления | СО, СО2 | МоО3, SO2 | |
Пигменты для огнезащитных красок
:
Гидроксид алюминия, природный силикат магния — асбест, триоксид сурьмы, каолин, литопон.
Пигменты для термостойких покрытий
:
Аэросил, слюда, гидроксид алюминия, диоксид титана, оксид хрома, красные железоокидные пигменты, мел, тальк, черный термостойкий пигмент и другие термостойкие пигменты.
Пигменты для необрастающих покрытий:
Медный порошок, цинковая пыль, медно-никелевый порошок, оксид меди(I) Cu2O, роданид меди(I) CuCNS, свинцовые белила сульфатные.
Таблица 14.103
Области применения белых пигментов и наполнителей
| Наименование пигмента, наполнителя | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| Белые пигменты | |||||||||||||||
| 1. Диоксид титана: анатазная модификация | + | + | + | – | – | – | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| рутильная модификация | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| 2. Оксид цинка | + | + | – | + | + | – | + | + | – | – | – | – | – | + | + |
| 3. Сульфид цинка | o | + | + | o | – | o | – | – | – | + | – | – | – | – | + |
| 4. Литопон | + | + | o | + | – | o | + | – | – | + | – | + | – | – | + |
| 5. Свинцовые белила (карбонатные) | + | + | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | – | – | + |
| 6. Свинцовые белила (сульфатные) | + | + | – | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| Наполнители | |||||||||||||||
| 1. Карбонат кальция природный | o | o | o | o | o | – | + | – | – | o | – | + | – | – | – |
| 2. Карбонат кальция осажденный | + | + | o | – | + | + | + | + | + | + | – | + | – | – | + |
| 3. Доломит | + | – | – | + | + | + | + | – | – | + | – | + | – | – | – |
| 4. Сульфат бария природный | + | – | o | o | o | o | – | – | – | + | – | + | – | – | + |
| 5. Сульфат бария синтетический | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | – | + |
| 6. Диатомит | + | + | – | + | + | – | + | + | – | + | – | – | + | – | – |
| 7. Кварц | + | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | + | – | + |
| 8. Силикагель | + | o | – | + | + | + | – | – | – | – | – | – | + | – | + |
| 9. Аэросил | + | + | – | + | + | + | – | + | – | + | – | – | – | – | + |
| 10. Каолин | + | + | + | o | + | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + |
| 11. Бентонит | o | – | – | + | – | o | + | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 12. Тальк | + | + | – | + | + | – | + | – | – | – | – | – | + | – | – |
| 13. Волластонит | + | + | + | + | + | + | + | – | – | + | – | – | – | + | – |
| 14. Силикат кальция синтетический | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 15. Слюда: мусковит | + | + | – | – | – | – | + | – | – | + | – | + | + | – | + |
| 16. Слюда: флагопит | + | + | – | – | – | – | + | – | – | + | – | + | + | – | + |
| 17. Гидроксид алюминия | + | + | + | + | + | o | + | + | – | + | – | + | + | – | + |
Примечания: 1. Цифровые колонки в таблице соответствуют следующим областям использования: 1 — в грунтах, 2 — в покрывных ЛКМ, 3 — в типографских красках, 4 — в антикоррозионных ЛКМ, 5 — в ЛКМ для наружных работ, 6 — в ЛКМ для транспортных средств, 7 — в дисперсионных красках, 8 — в художественных красках, 9 — в ЛКМ для окраски извести, цемента и бетона, 10 — в ЛКМ для окраски пластмасс в массе, 11 — в ЛКМ для окраски химических волокон в массе, 12 — в ЛКМ для строительных материалов, 13 — в ЛКМ для окраски бумаги, 14 — в ЛКМ для окраски керамических изделий, 15 — в ЛКМ для окраски линолеума, искусственной кожи, резинотехнических изделий. 2. «+» означает, что продукт используется или может использоваться в данной области, «–» означает, что он не используется, «о» — ограниченно используется.
Таблица 14.104
Области применения природных пигментов
| Название пигмента, наполнителя | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 1. Охра желтая | + | + | + | + | + | o | + | + | + | – | – | + | + | – | + |
| 2. Сиена натуральная | + | – | o | o | + | o | – | + | + | – | – | + | + | – | + |
| 3. Умбра жженая | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 4. Железный сурик | + | + | + | + | + | + | + | – | + | – | – | + | – | – | + |
| 5. Охра красная | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | – | + | + |
| 6. Мумия | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | – | + | + |
| 7. Охра красная, полученная прокаливанием желтой охры | – | + | + | – | + | – | + | + | – | – | – | – | + | – | + |
| 8. Марс коричневый светлый и темный | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | + | – | – | + |
| 9. Железная слюдка | – | + | – | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 10. Марганцовая коричневая | + | + | + | + | + | – | – | + | + | – | – | + | – | – | + |
| 11. Марганцовая черная | – | + | – | – | – | – | – | + | + | – | – | + | – | – | + |
| 12. Черная глинистая | – | + | – | – | – | – | – | + | + | – | – | + | – | – | + |
| 13. Шунгит | – | + | – | – | – | – | – | + | + | – | – | + | – | – | – |
| 14. Глауконит | – | – | – | – | – | – | – | + | + | – | – | + | – | – | – |
Примечания
:
1. Сиена жженая, умбра натуральная, архангельская коричневая, феодосийская коричневая, кассельская коричневая (вандик коричневый), волконскоит и вивианит применяются исключительно для художественных красок и реставрационных работ. 2. Цифровые колонки в таблице соответствуют следующим областям использования: 1 — в грунтах, 2 — в покрывных ЛКМ, 3 — в типографских красках, 4 — в антикоррозионных ЛКМ, 5 — в ЛКМ для наружных работ, 6 — в ЛКМ для транспортных средств, 7 — в дисперсионных красках, 8 — в художественных красках, 9 — в ЛКМ для окраски извести, цемента и бетона, 10 — в ЛКМ для окраски пластмасс в массе, 11 — в ЛКМ для окраски химических волокон в массе, 12 — в ЛКМ для строительных материалов, 13 — в ЛКМ для окраски бумаги, 14 — в ЛКМ для окраски керамических изделий, 15 — в ЛКМ для окраски линолеума, искусственной кожи, резинотехнических изделий. 3. «+» означает, что продукт используется или может использоваться в данной области, «–» означает, что он не используется, «о» — ограниченно используется.
Таблица 14.105
Области применения синтетических пигментов
| Название пигмента | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 1. Желтый железооксидный пигмент | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | + | – | – |
| 2. Марс желтый прозрачный | – | – | – | – | – | + | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 3. Желтые кадмиевые пигменты | – | + | + | – | o | + | + | + | – | + | + | – | – | + | + |
| 4. Желтые кадмопоны | – | + | + | – | o | + | + | + | – | + | + | – | – | + | + |
| 5. Желтые свинцовые крона | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | + | – | + | – | + |
| 6. Оранжевый свинцовый крон | + | + | – | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 7. Цинковый крон | + | – | – | + | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 8. Стронциевый крон | + | + | – | + | – | – | – | + | – | – | – | + | – | – | – |
| 9. Титанат никеля | – | + | + | – | + | + | + | – | – | + | – | + | – | + | + |
| 10. Желтый железоцинковый пигмент | – | + | – | – | + | + | + | – | – | + | – | – | – | + | + |
| 11. Красные кадмиевые пигменты | – | + | + | – | + | + | + | + | – | + | + | – | + | + | – |
| 12. Красные кадмопоны | – | + | + | – | + | + | + | + | – | + | + | – | + | + | – |
| 13. Ртутная киноварь | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 14. Ртутно-кадмиевые пигменты | – | + | + | – | + | + | + | + | – | + | + | – | + | + | – |
| 15. Свинцово-молибдатные крона | + | + | + | + | + | + | – | – | – | + | + | – | + | – | + |
| 16. Красные железооксидные пигменты | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| 17. Коричневый железооксидный пигмент | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + |
| 18. Коричневый железооксидный пигмент смесовый | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | + | + | – | + |
| 19. Марс оранжевый прозрачный | – | – | – | – | – | + | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 20. Марс коричневый темный прозрачный | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 21 Титанат хрома | – | + | + | – | + | + | + | – | – | – | + | + | – | – | + |
| 22. Коричневый пигмент на основе оксидов | o | + | – | o | + | + | + | – | + | + | – | + | – | + | + |
| 23. Оксид хрома | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| 24. Изумрудный зеленый, зелень Гинье | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 25. Зеленые кобальтовые пигменты | – | + | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 26. Зеленый титанат кобальта | – | + | – | – | + | – | – | + | – | + | – | – | – | + | – |
| 27. Ультрамарин | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | + | – | + |
| 28. Синий кобальт | – | + | + | – | + | + | + | + | – | + | – | – | – | + | – |
| 29. Синий силикат кобальта—цинка | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | + | – |
| 30. Хром—кобальт зелено-голубой | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | + | – |
| 31. Церулеум | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | + | – |
| 32. Марганцовый голубой | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 33. Железная лазурь, милори | o | + | + | o | + | + | – | + | – | – | – | + | + | – | + |
| 34. Кобальт фиолетовый темный | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 35. Кобальт фиолетовый светлый | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 36. Марганцовая фиолетовая | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 37. Черный железооксидный пигмент | + | + | – | + | + | + | + | + | + | + | – | + | – | – | + |
| 38. Черный термостойкий пигмент на основе оксидов металлов | + | + | + | – | + | + | + | – | – | + | – | + | – | + | + |
| 39. Кость жженая | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 40. Виноградная и персиковая черная | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – |
| 41. Сажа газовая канальная | o | + | – | o | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + |
| 42. Сажа печная | – | + | – | – | + | + | – | – | + | о | – | + | – | + | + |
| 43. Сажа ламповая | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | + | – | + | – | – |
| 44. Сажа термическая | o | – | – | – | o | – | – | – | + | – | – | + | – | – | + |
Примечания: 1. Цифровые колонки в таблице соответствуют следующим областям использования: 1 — в грунтах, 2 — в покрывных ЛКМ, 3 — в типографских красках, 4 — в антикоррозионных ЛКМ, 5 — в ЛКМ для наружных работ, 6 — в ЛКМ для транспортных средств, 7 — в дисперсионных красках, 8 — в художественных красках, 9 — в ЛКМ для окраски извести, цемента и бетона, 10 — в ЛКМ для окраски пластмасс в массе, 11 — в ЛКМ для окраски химических волокон в массе, 12 — в ЛКМ для строительных материалов, 13 — в ЛКМ для окраски бумаги, 14 — в ЛКМ для окраски керамических изделий, 15 — в ЛКМ для окраски линолеума, искусственной кожи, резинотехнических изделий. 2. «+» означает, что продукт используется или может использоваться в данной области, «–» означает, что он не используется, «о» — ограниченно используется.
Имитации камней и проверка на твёрдость
Так как различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твёрдость, как и кварц (7), их легко можно отличить от внешне похожих на них «мягких» стеклянных изделий, имитирующих драгоценные камни, с помощью напильника (надфиля).
Особенно полезно такое испытание в случае алмаза, потому что он, будучи гораздо тверже любого другого драгоценного камня, оставляет на стекле царапину значительно более глубокую, чем это можно сделать рубином или сапфиром.
До того, как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный метод проверки ограненных камней.
Если камень заключен в оправу, лучше всего его вынуть оттуда и провести испытание па ободке камня, поскольку поцарапанное место можно в этом случае полностью закрыть, снова вставив камень в оправу.
Для удобства испытания минералов на твердость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твердостью вставлены в небольшие держатели.
Расщепление в драгоценных камнях: почему это важно
Атомы часто выстраиваются в линию вдоль той или иной плоскости. Мы называем это «расщепляющиеся плоскости», драгоценные камни имеют тенденцию ломаться или «расщепляться» вдоль этих плоских внутренних поверхностей. Некоторые драгоценные камни ломаются или расщепляются намного легче, чем другие, в зависимости от этой кристаллической структуры.
Несмотря на то, что сталь молота составляет всего 5,5 по шкале Мооса, она может разбить алмаз (10). Сталь не может поцарапать алмаз, но она может сломать драгоценный камень вдоль его плоскости расщепления.
Интересно, что жадеит и нефрит крепче алмаза, поэтому эти минералы можно вырезать в таких замысловатых и детализированных скульптурах. 5 000 лет назад нефрит начали использовать для изготовления инструментов. Нефрит использовался при изготовлении первых топоров. Вот это прочность! Нефрит в 6-6,5 по шкале Мооса не так тверд, как алмаз, но он долговечнее его.
НЕ ОДНОЙ КРОВИ
Как ни странно, но наиболее доступный материал для защиты циферблатов не имеет к стеклу никакого отношения — по крайней мере, на молекулярном уровне. Пластик, который именуют органическим стеклом, иногда — плексигласом, активно используется в различных недорогих механических и электронных часах. Материал под маркой Plexiglas был создан в 1928 году, а с 1933-го началось его промышленное производство. Появление органического стекла в период между двумя мировыми войнами было неслучайным, а двигателем его распространения стало развитие авиации, где требовалось сочетание прочности, оптической прозрачности, безосколочности, то есть безопасность для летчика, устойчивости к воздействию влаги и технических жидкостей.
Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы, а производственный процесс представлен двумя основными методами: экструзии (выдавливание раскаленной полимерной массы через щель определенной ширины и толщины) и литья (когда раскаленная полимерная масса заливается между двумя слоями стекла или металла, а размер зазора между листами определяет толщину будущего листа).
Пластиковое стекло легко поцарапать, но не так уж просто разбить
Основным преимуществом пластика для часовой индустрии является его свойство легко принимать любую форму, покорно следуя воле дизайнеров. Относительная мягкость находит свое отражение и при эксплуатации: оргстекло легко поцарапать, но не так уж просто разбить. Плексиглас удобен в производстве и в обслуживании: отполировать или заменить такое стекло легко и недорого. Жаль, что менять или полировать его придется часто, особенно если владелец часов ведет активный образ жизни.
