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银的主要应用领域和发展现状(一)

2019-02-14   
    摘 要:总述了银的首要运用范畴:(1)感光材料;(2)装修材料;(3)接触材料;(4)复合材料;(5)银合金焊料;(6)银浆;(7)能源工业用银;(8)银在催化剂中的运用;(9)银在医药中的 运用;(10)银系列抗菌材料。介绍了银在这些首要运用范畴中的研讨开展现状。    关键词:银  运用  现状         银是贵金属中相对比较廉价的一种金属。它在工业和人们日常日子中有着十分广泛的用处。它与职业关联性很大,既是一种高技能用金属,也是一种军、民两用金属。本文侧重介绍了银的十个首要范畴。   感光材料  卤化银感光材料是以卤化银包含氯化银、化银为光敏物质,将它们的微晶涣散于明胶介质中构成感光乳剂,并将其涂布在支撑体(胶片或纸基)上而成。不同用处的感光材料所需卤化银颗粒尺度是不同的,一般合用的卤化银微晶尺度为0.2~2μm;特殊用处的胶片运用的卤化银颗粒是超微粒晶体,尺度为0.1μm;卤化银全息感光材料合用的卤化银微晶尺度为0.03~0.08μm;为进步感光乳剂的分辩力、衍射功率及对激光的灵敏度,研发出了T-颗粒乳剂,既指扁平薄片卤化银颗粒,T-颗粒厚度在0.3μm以下,形状比(颗粒直径与厚度之比)>8,典型的T-颗粒形状比>20,在T-颗粒制备中银难做到极好的涣散性。T-颗粒的长处是表面积大,可使感光层变薄,用银量削减。为适就不同需求,已研发出多种多种形状及内部结构的卤化银微晶。  卤化银感光材料是用银量最大的范畴之一。现在出产和供应量最大的几种感光材料是拍摄胶卷、相纸、医用X-光胶片、工业用X-光胶片、缩微胶片、荧光信息记录片、电子显微镜照相软片和印刷尖胶片。20世纪90年代,国际照相业用银量大约在6000~6500t,医用X-光胶片(包含CT片)比工业用X-光胶片的产量大10倍,缩微胶片的用量也大增。   因为电子成像、数字化成像、许多触印刷等技能的开展,便传统的卤化银成像技能受到冲击的应战,如电视冲击着电影。一起非银感光材料在印刷业、文件仿制、视听业等高新技能的呈现,也使卤化银感光材料用量有所削减,但卤化银感光材料的运用在某些方面尚不行代替,仍有很大的商场空间。   卤化银感光材料的许多运用使之成为银的二次资源的源泉,如医用X-光胶片需求存档,在一些国家规定儿童的X-光胶片要保存到成年,这些胶片运用了许多的银,仅美国各大医院保存的X-光胶片估量占用银量就达3000~4000t。选用缩微技能就可节省用银。   装修材料  银具有诱人的白色光泽,对可见光的反射率为91%,深受人们(特别是妇女)的喜爱,因此有"女性的金属"之美称。银因其美丽的色彩,较高的化学安稳性和保藏观赏价值,广泛用作首饰、装修品、银器、餐具、敬贺礼品、奖章和留念币。  最常用的银基装修合金有Ag-Cu合金、Ag-Pd合金以及经过增加少数其它金属元素的硬化银合金。Ag-Cu合金中Cu含量从(wt%)7.5至2.0。在英国,925合金又称斯特林银(Sterling Silver),含Cu为7.5%,一直是仅有的钱银合金,也是饰品合金。Ag-Cu10%合 金(900合金)称为钱银银,饰品一般用800或800以上的合金。Ag-7.5~20%Cu的合金也可作餐具。首饰用低钯含量银合金经过参加少数 Au或Pt以增加耐腐蚀性。参加Cu、Zn、Sn可改进可铸性。纯Ag中经过参加Mg、Ni等,然后进行内氧化能够使合金硬化,且坚持银纯度达 99%以上。加Au的Ag和Pd合金构成银白色合金。以Ag为基,加10~20%的Ni或Zn,12%的Pd也能够发生"白金”合金。   金属或合金的色彩取决于它的反射率与入射光的频率(能量)之间的联系。Ag与Au有类似的电子结构,能够希望在整个Au-Ag合 金系中能带结构不变,但是在d能带和费米能级之间的能隙则跟着Ag含量增高而接连增大,而这个能隙宽度恰好是操控色彩的能带跃迁的决定因素 。Cu与Au的电子结构也类似,因此Ag是Au-Ag、Au-Ag-Cu和Au-Ag-Cu-Zn与K合金中的重要组成元素。在Au-Ag合金中,跟着Ag含量不同 ,能够取得系列色彩,当含Ag量到达70at%(56wt%)时,合金就会变成了白色。[next]  银首饰在开展我国家仍有宽广的商场,银餐具备受家庭欢迎。  自从金和银从钱银位置退出今后,法定铸币也退出了历史舞台,但作为留念币仍很盛行,留念币是发行国为留念本国和国际重大事件、 历史人物、名胜古迹、珍稀动、植物等内容而发行的一各法定。留念币规划精巧,发行量少,具有保值增值功用,深受钱币保藏家和钱币投资者的青眯。20世纪90年代造币用银仍坚持在1000~1500t上下,占银的消费量5%左右。   接触材料  电器工业顶用银量最大的一项就是电接触材料。  现在,全国际银和银基电接触材料年产量约2900~3000t。国际各国接触材料的牌号已有数百种以上,包罗万象。一方面是因为现代工业对接触材料的要求日益增加的成果,另一方面也和各国自已的资源状况不同有关。一些牌号经过改进,增加某些新的元素,实际上也成了另一种牌号的合金。  在银和银基电接触材料中,牌号虽然许多,但归纳起来,能够分为:(1)纯Ag;(2)银合金;  (3)银--氧化物;(4)烧结合金。现在出产和用量最大的电接触材料有Ag、Ag-Au、AgPd、AgPt、AgMg、AgSn、AgCa、AgMn、AgCu、AgCe、AgCd、AgC、AgW、AgFe、AgNi等及各自的多元合金和Ag-Me0等系列产品。  因为我国稀土资源丰富,20世纪70年代由本文作者在国内首先开发成功的Ag-Ce0.5 合金得到了广泛的运用 ,从此引发了国内研发一系列的含稀土的银基电接触材料。  Ag-Cd0电接触材料是最具有代表的中等负荷材料,因为Cd有毒,因此开展了一系列其它Ag-氧化物材料,直到现在仍有人注Ag-SnO2材料的开发(包含国内氧化法、熔炼原位复位法、热压烧结反响法、机械合金化反响法等)。  复位法(包含电镀)制备电接触材料是一项节银的关键技能,即在电接触关键部位选用银和银合金。  复合材料   银的复合材料是经过复合工艺组合而成的新型材料。它既能保存Ag和基材和首要特征,并能经过复合效应取得原组分所不具备的功能,彼此弥补,互相统筹,把银用在关键部位,是一项重要的节银技能,银复合材料已成为近代先进材料的一大类。  工业上运用含银复合材料首要分为两类:(1)银和银合金与其它金属合金的复合材料(包含面复、镶嵌复、铆钉复、包复等);(2)以银为基的金属基复合材料(如Ag-Mey0x、Ag-C纤维、不互熔元素的烧结复合)。  第一类复合材料有银/铜、银/黄铜、银铈/铜、银铈/黄铜、银铈/锌白铜、银铜镍/锡青铜、银铜/黄铜、银铜/锡青铜、金银铂/锡青铜、钯银/锌白铜、银铜/铜锡镍、银铜/铜铁、银铜/铜铝钴锌、银铜/铜铝镍锌、银铜/铜铝铁、银铜/铜铬锆镁、银锆铈/镍铜铝铁钛、银锆铈/铜镍锌钆、金银铜镍/铜、金银铜锌/镍铍青铜、金/银/铜、金/银金镍/铜镍、金/银金镍/铜镍等。  第二类复合材料有Ag-Cd0、Ag-Sn02、Ag-Zn02、Ag-Fe、Ag-Ni、Ag-W、Ag-C、Ag-陶电陶瓷等材料。  从节银技能来看,银复合材料是一类大有开展前途的新材料。   银合金焊料   在银的工业合金中,银基钎焊合金的一个大类别,有广泛的运用,被广泛用于各种钢、不锈钢、有色金属等焊接;特殊配料组份的银基钎料还可用于焊接钨、碳化物、金刚石、陶瓷、碳和玻璃等。焊接中的难题(如钛和金、弥散强化合金和硬度合金等)都能够用钎接技能处理,如陶瓷元件Si3N4、Zr02等和金刚石的焊接都可完成焊接。以特殊的银钎焊合金使陶瓷焊接很简单能够完成,无需先将材料金属化。[next]  传统的Ag-Cu焊接合金系列有:Ag-Cu、Ag-Cu-Sn-In、Ag-Cu-Zn、Ag-Cu-Zn-Cd、Ag-Cu-Zn-Sn-In、Ag-Cu-Zn-Cd-Ni-Mn-In;Ag-Cu-Zn-In-Mn-Ni、Ag-Cu-Zn-In-Ni、Ag-Cu-In-Sn-P等。其间Ag-Cu28是用量最大的电真空焊料。  别的,Ag作为增加无素在Au合金焊料和Cu合金焊猜中也得到广泛运用。Au与Ag在液态与固态都能无限互镕,其液相线与因相线的温度区间很窄,可用作焊料。含Ag量在20~40%的Au-Ag合金焊料其熔化温度(液相线温度)介于950~1050℃,具有极好的导电、导热和耐蚀性。Au-Ag-Cu焊料合金的成分规模散布很广,其间Ag含量介于1~35%,其熔点(固相线温度)介于780℃~950℃。在铜合金焊猜中有Cu-Ag-P、Cu-P-Ag-Sn,液相线温度介于925~683℃之间;在饰品用金合金焊猜中也常运用增加无素Ag.色彩K金合金焊料包含Au-Ag-Cu(Zn、Sn、In)、Au-Ag-Ge-Si系等,白金K金合金焊料是在Au-Ag-Cu系根底上增加漂白剂及调理熔点和改进钎料功能的无素组成。  焊接合金的开展方向首要是去除焊猜中对环境有害的元素,节省贵金属和供给特殊用处的焊接合金。    银浆料   跟着电子工业的高速开展,银浆是制作与开发电子元器件、厚膜混合电路和接触元件的根底材料,20世纪80年代以来,因为表面拼装技能(SMT)的鼓起,多层厚膜技能已开展成为混合微电子技能的干流,接触元件锋芒毕露,使银浆成为电子浆猜中一类种类繁多, 量大面广的产品。现在国际浆料的需求量在4000吨以上,产量约100亿美元。  我国浆料研发从20世纪60年代开端,其时首要研发一些国外制止出口的军工用浆料,80年代后期,改革开放从国外引进了许多条出产结,给浆料出产立足于国内带来了应战性的机会。已研发开发的银浆有:轿车玻璃热线银浆、真空荧光显示屏用银浆、固体钽电容器专用银浆、半导体陶瓷电容器专用银浆、压敏电阻器用银导体浆料、压电蜂鸣片银浆、适用于金属与非金属间彼此粘结的银导电胶、适用于低温固化用银浆料、适用于正温度系数的热敏电阻器用中温银浆、用于压电陶瓷谐振器、滤波器等范畴的高温银浆、用于单晶硅或多晶硅太阳能电池的背电极银浆和银铝浆、用于厚膜混合集成电路多层布线和元器件电极的银钯浆料,用作薄膜开关等范畴的聚合物浆料等。  跟着我国参加WTO,国外电子厂商不断迁入我国,台湾电子工业也涌向大陆,所需银浆还在不断扩大,在这种交响竞赛态势中,国内涵银浆质量上和银浆出产中有必要处理大批量出产、功能安稳、质量上乘、报价适中、种类齐全等方面再下功夫。     能源工业用银   (1) 银-锌电池。在化学电源中,有银-镉电池、银-铁电池、银-镁电池及银-锌电池。现在首要运用的是银-锌电池,即锌-电池。这种电池以Ag2O或AgO为正极、锌为负极,为电解液。在20世纪90年代的银-锌电池出产中,美国每年银耗费约40多吨,估量全国际年耗银量在100吨以上,银-锌电池在飞机、潜水艇、浮标、、空间飞行器和地上电子外表等年事及特殊用处中,始终坚持长盛不衰的态势。  (2) 燃料电池。肼-空气燃料电池用的银催化阴极是用硝酸溶液浸渍活性炭再经加工制成银/活性炭+聚四氟乙烯催化电极。在固体氧化物电锌电池中,Ag-(La0.7Sr0.3)Co03和Ag-(La0.7Sr0.3)Mn03金属陶瓷薄膜是SOFC的可供选用空气电极材料。  (3) 快离子导体。快离子导体是一类电导率可与液态电解质或熔盐相比较的固体离子导体,也称固体电解质。首要的银离子导体有α-AgI、RbAg4L5、Ag2O、Ag2SeO4、Ag2Mo04、AgPO3和AgI-Ag20-Se03-Me03、AgI-Ag20-Mo03等快离子导电玻璃,可用于高能密度化学电源、比较老练的银碘电池是Ag/RbAg4L5/RbI3-C等。  (4) 太阳能的使用。使用银的高反射率可作太阳能聚光镜。太阳能电池用银浆、银铝浆等。