
在我國日常用語中,銀字常被用來形容白而有光澤的東西,如銀河、銀魚、銀幕等。白銀和黃金一樣,是一種應(yīng)用歷史悠久的貴金屬。純銀是一種美麗的白色金屬,它的英文名稱是silver,化學(xué)名稱則來自拉丁文Argentum,是“淺色、明亮”的意思。這個(gè)詞看起來與阿根廷的國名(Argentina)相似,沒錯(cuò),阿根廷的國名就來自于西班牙殖民者對新大陸的美好想象——白銀之河。實(shí)際上,阿根廷并不盛產(chǎn)銀礦。
富貴比金
銀最早用來做裝飾品和餐具,后來才作為貨幣使用。我國古代常把銀與金、銅并列,稱為“唯金三品”。在自然界,銀和金也經(jīng)常相伴而生,天然金幾乎總是與少量銀形成合金。我國古代已知的琥珀金,在英文中被稱為electrum,就是一種天然的金、銀合金,含銀量約為20%。銀在自然界中很少以單質(zhì)狀態(tài)存在,大部分是化合物狀態(tài)。
在經(jīng)濟(jì)史上,金和銀都長期作為貨幣使用。同為重要的貴金屬,白銀卻一直活在黃金的陰影下,主要是因?yàn)椤敖鹱犹佟保般y子太多”。銀在地殼中的含量要比金高(大約是黃金的15倍),但由于它比黃金活潑,很少以單質(zhì)狀態(tài)存在,因而,白銀的發(fā)現(xiàn)要比黃金晚,一般認(rèn)為發(fā)現(xiàn)時(shí)間在距今5500~6000年以前。由于古代人們?nèi)〉勉y的量很小,使得它的價(jià)值最初比金還貴。公元前1780~前1580年間,埃及王朝的法典規(guī)定,銀的價(jià)值為金的兩倍。甚至到了17世紀(jì),日本金、銀的價(jià)值還是相等的。隨著人類采礦分離技術(shù)的提高,超過市場流通所需量的銀子不斷注入市場,使得白銀持續(xù)貶值,并最終退出貨幣舞臺;而黃金因其產(chǎn)量穩(wěn)定,依然作為硬通貨活躍在世界經(jīng)濟(jì)舞臺。
盡顯神威
除作為裝飾品和貨幣外,銀因其具有的諸多獨(dú)特物理性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用。例如,它具有良好的延展性,其導(dǎo)電性和傳熱性在所有的金屬中都是最高的。因此,銀常被用來制作靈敏度極高的物理儀器元件,在各種自動(dòng)化裝置、火箭、潛艇、計(jì)算機(jī)、核裝置以及通訊系統(tǒng)中,各種設(shè)備上的接觸點(diǎn)大都是用銀制作的。這些接觸點(diǎn)平均工作上百萬次,必須耐磨且性能可靠,能承受嚴(yán)格的工作要求;而銀完全能滿足這些要求。如果在銀中加入稀土元素,其性能更為優(yōu)良。用這種加稀土元素的銀制作的接觸點(diǎn),壽命比原來延長好幾倍。
銀的化學(xué)活性比金強(qiáng),但比銅差;常溫下,甚至加熱時(shí),也不與水和空氣中的氧作用。然而,當(dāng)空氣中含有硫化氫時(shí),銀的表面會失去銀白色的光澤,這是因?yàn)椋y和空氣中的硫化氫化合成黑色硫化銀的緣故。在我國古籍中,記載有“銀針試毒”的故事,這種手段是通過觀察銀針變色來檢驗(yàn)毒藥——砒霜(主要成分為As2O3)是否存在。在這個(gè)過程中,銀針真正試出的“毒”其實(shí)是毒藥中的含硫雜質(zhì)。由于自然界的砷大部分存在于硫化物礦物中,灼燒礦物制取的砒霜多少會摻有硫雜質(zhì);因此,當(dāng)用銀針試毒時(shí),銀與硫反應(yīng),生成“銀銹”——硫化銀,砒霜便暴露了自己的行蹤。
改善銀的抗硫化性能,也是通過合金化的手段,如添加金和鈀,降低硫化銀膜生成的速度。另外,金屬元素如錳、銻、錫、鍺、鎳加進(jìn)銀中,也可以改善其抗硫化性能。
銀和很多金屬之間能以任意比例相熔。銀基合金就是以銀為基與其他金屬組成的合金。
銀銅合金常用來制作銀飾。這是由于,100%的足銀較軟,制作時(shí)不能成型,不便做成銀飾,而且比較容易“氧化”,俗稱“變色”。在做首飾時(shí),要在銀中加入7.5%的銅。這種含銀92.5%、含銅7.5%的合金,在國際上稱為標(biāo)準(zhǔn)銀(925銀);在英國,則稱為英鎊銀(sterling,史特令銀)。
銀汞合金也是銀的著名合金之一。汞,俗稱水銀,由此可以看出與銀關(guān)系之密切。銀汞合金之所以出名,在于它塑形期柔軟、成型后堅(jiān)韌,為牙醫(yī)提供了一種極好的鑲牙材質(zhì)。
新的天地
銀基釬料:釬料是釬焊(用比母材熔點(diǎn)低的釬料和焊件一同加熱,使釬料熔化后潤濕并填滿母材連接的間隙,釬料與母材相互擴(kuò)散形成牢固連接的方法)時(shí)用做釬縫的填充金屬。釬料的熔點(diǎn)必須比焊接的材料熔點(diǎn)低,適宜于連接精密、復(fù)雜和異類材料的焊接。釬料按熔點(diǎn)高低分為軟釬料(熔點(diǎn)低于450℃的釬料),硬釬料(熔點(diǎn)高于450℃的釬料)。釬料按組成分軟釬料有錫基、鉛基、鋅基等釬料。硬釬料有鋁基、銀基、銅基、鎳基等釬料。其中,銀基釬料是在銀銅基的基礎(chǔ)上加入一些其他合金元素形成不同系列的釬料,這類釬料具有優(yōu)異的工業(yè)性能,熔點(diǎn)不高,濕潤性能及填縫性能良好,強(qiáng)度、塑性、導(dǎo)電、耐蝕等性能優(yōu)異,可用來釬焊除鋁、鎂及其他低熔點(diǎn)金屬外的幾乎所有黑色金屬和有色金屬,因而得到廣泛應(yīng)用。銀基釬料種類繁多,但常用的釬料幾乎都含有銅。為降低熔點(diǎn)和減少銀含量,通常加入鋅、鎳、鎘等合金元素,構(gòu)成三元或多元合金。例如南京航空航天大學(xué)利用高頻感應(yīng)釬焊的方法,以添加鉻粉的銀銅合金作為釬料,實(shí)現(xiàn)了金剛石與鋼基體間的牢固結(jié)合。
銀基觸頭材料:電接觸材料是各種高低壓開關(guān)、電器、儀器儀表元器件的核心部件,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等工業(yè)領(lǐng)域和民用工業(yè)的各種交直流接觸器、斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等,其性能直接決定整個(gè)電器的通斷容量、使用壽命和可靠性等。電觸頭亦有100年的發(fā)展歷史,最初使用純金、純銀、純鉑做觸頭材料,20世紀(jì)40年代開始使用銀銅、銀金、銀鉑等合金,20世紀(jì)60年代以來發(fā)展了多元貴金屬合金和特種貴金屬復(fù)合材料。
碳纖維增強(qiáng)銀基復(fù)合材料:這是一種以銀及銀合金為基體、以連續(xù)或短切碳纖維增強(qiáng)的銀基復(fù)合材料。這種銀基復(fù)合材料保持了銀的良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,又由于高強(qiáng)度、高模量(材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比。該值的大小是表示此材料在外力作用下抵抗彈性變形的能力)纖維的加入,提高了材料的強(qiáng)度、彈性模量以及耐燒蝕性,是新一代觸點(diǎn)材料和大電流密度的電刷材料,常用于慣性電機(jī)和武器系統(tǒng)。
抗變色銀合金:雖然銀具有很多優(yōu)良特性;但是,鍍銀層表面在自然環(huán)境中很容易發(fā)生腐蝕變色,顏色由銀白色→淺黃色→褐色→黑色,變色使銀的裝飾性大大降低,更重要的是,使鍍銀表面電阻增加20%~80%,使銀的電氣性能和可焊性下降,耗電量增加,導(dǎo)致電子設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性下降,甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。銀的變色性是困擾其應(yīng)用的世界性難題,多年來,人們尋求各種有效方法,試圖減緩或避免它。目前,研究銀的抗變色主要從兩個(gè)方面進(jìn)行:一方面,是開發(fā)抗變色銀合金;另一方面,是研究開發(fā)銀抗變色工藝。其中,合金化是提高銀抗變色能力的重要途徑。例如,在銀合金中加入鈀元素,可提高抗變色、耐腐蝕性能,還能改善顏色的穩(wěn)定性、加工和鑄造性能。
【責(zé)任編輯】趙 菲