Metallid

Hõbeda palju kasutusviise

Hõbeda palju kasutusviise



Autor: Emily Claire Ferré

Hõbeda kasutusalad: Ajalooliselt on hõbedat kasutatud müntides, hõbeesemetes ja ehetes, kuid tänapäeval moodustab hõbe tarbimisest vähem kui poole. Hõbedast on saanud innovatsioonimaterjal, mis ilmub paljudesse ootamatutesse kohtadesse. Pildid

Valge metall

Valgest metallist hõbedal on ehetes ja müntides kasutamise osas silmapaistev maine, kuid tänapäeval on hõbeda peamine kasutusala tööstuslik. Kas mobiiltelefonides või päikesepaneelides, on hõbeda unikaalsete omaduste eeliseks pidevalt uusi uuendusi.

Hõbe on väärismetall, kuna see on haruldane ja väärtuslik, ning väärismetall, kuna see on vastupidav korrosioonile ja oksüdeerumisele, ehkki mitte nii hästi kui kuld. Kuna tegemist on kõigi metallide parima soojus- ja elektrijuhiga, sobib hõbe ideaalselt elektrilisteks rakendusteks. Selle antimikroobsed, mittetoksilised omadused muudavad selle kasulikuks meditsiinis ja tarbekaupades. Selle kõrge läige ja peegelduvus muudavad selle täiuslikuks ehete, hõbeesemete ja peeglite jaoks. Selle painduvus, mis võimaldab seda lehtdeks laduda, ja elastsus, mis võimaldab selle tõmmata õhukeseks, elastseks traadiks, muudavad selle parimaks valikuks paljudes tööstuslikes rakendustes. Vahepeal on selle valgustundlikkus andnud sellele koha filmifotograafias.

Kuna hõbedat on rikkalikumalt, on hõbe palju odavam kui kuld. Hõbeda saab jahvatada pulbriks, muuta pastana, raseerida helvesteks, muuta soolaks, legeerida teiste metallidega, tasandada trükitavateks lehtedeks, tõmmata juhtmeteks, suspendeerida kolloidina või kasutada isegi katalüsaatorina. Need omadused tagavad hõbeda jätkuva sära tööstusareenil, samas kui selle pikk ajalugu mündi- ja ehete alal säilitab selle staatuse rikkuse ja prestiiži sümbolina.

Hõbepasta elektroonikas: Trükitud elektroonika, näiteks RFID-sildid, toetub hõbepastale.

Hõbeda kasutamine USA-s: Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskus on koostanud tabelis USA-s kasutatud hõbeda koguse kasutuskategooriate kaupa. Need andmed on näidatud ülaltoodud joonisel. Kategooria "Muu" moodustab peaaegu veerandi kasutatud hõbedast ja on killustatud sadadesse erinevatesse kasutusvaldkondadesse. Paljusid neist kirjeldatakse allpool.

Hõbeda kasutamine elektroonikas

Hõbeda kasutamine tööstuses on number üks elektroonikas. Hõbeda metallide ületamatu soojus- ja elektrijuhtivus tähendab, et seda ei saa hõlpsalt asendada odavamate materjalidega.

Näiteks väikestes kogustes hõbedat kasutatakse elektrilülitites kontaktidena: ühendage kontaktid ja lüliti on sisse lülitatud; eraldage need ja lüliti on välja lülitatud. Ükskõik, kas magamistoa valgustuse sisselülitamine tavapärase lüliti abil või mikrolaine sisselülitamine membraanlüliti abil, on sama tulemus: vool saab läbi ainult siis, kui kontaktid on ühendatud. Autod on täis kontakte, mis kontrollivad elektroonilisi funktsioone, nagu ka tarbeseadmed. Tööstuslikud tugevuslülitid kasutavad ka hõbedat.

Kuidas saab hõbe maast nende elektrooniliste seadmete juurde? Hõbe pärineb hõbedakaevandustest või plii- ja tsingikaevandustest, millest hõbe on kõrvalsaadus. Sulamine ja rafineerimine eemaldab maagi hõbedast. Seejärel vormitakse hõbe tavaliselt tükkideks või teradeks. Elektroonika nõuab kõrgeima puhtusastmega hõbedat: puhtus 99,99%, tuntud ka kui selle peenusaste 999,9.

Puhta hõbeda lahustamisel lämmastikhappes saadakse hõbenitraat, mis võib moodustuda pulbriks või helvesteks. Sellest materjalist saab omakorda valmistada kontakte või hõbepastasid, nagu näiteks juhtiv pasta, mis on valmistatud hõbe-pallaadiumisulamist.

Seotud: Hõbe geoloogia

Hõbepastal on palju kasutusvõimalusi, näiteks juba mainitud membraanlüliti ja paljudes autodes tagumine sulatamine. Elektroonikas tuginevad vooluringide kanalid ja ka passiivsed komponendid, mida nimetatakse mitmekihilisteks keraamilisteks kondensaatoriteks (MLCC), hõbepastaga. Hõbepasta üks kiiremini kasvavaid kasutusviise on päikeseenergia tootmiseks kasutatavates fotoelementides.

Äärmiselt väikeste osakeste suurusega (1–100 nanomeetrit, see on 1–100 miljardit meetrit) hõbedane hõbedane hõbe annab uue piiri tehnoloogilistele uuendustele, kus töö tegemiseks on vaja palju väiksemas koguses hõbedat. Trükitud elektroonika tööks kasutatakse nanokujulisi elektrit juhtivaid tinti. Üks näide prinditud elektroonikast on superkondensaatoris olev elektrood, mis võib korduvalt ja kiiresti laadida ja tühjeneda. Regeneratiivne purunemine on mootorsõiduki uuendus, mis võimaldab aeglustava sõiduki kineetilist energiat säilitada superkondensaatoris taaskasutamiseks. Raadiosagedustuvastuse (RFID) sildid pakuvad trükitud elektroonika veel ühte võimsat rakendust. Need sildid on paremad kui vöötkoodid laoseisu jälgimiseks, kuna need salvestavad rohkem teavet ja neid saab lugeda kaugemalt, isegi ilma otsese vaateväljata.

Hõbedal on oma koht ka tarbeelektroonikas. Teie plasmateleviisor võib enama kui sisselülituslüliti korral loota hõbedale, kui see sisaldab kõrgema kvaliteediga pildi saamiseks hõbedast elektroodi. Valgusdioodid (LED) kasutavad hõbedaseid elektroode ka madala energiatarbimisega energiatõhusa valguse saamiseks. Samal ajal on teie mängitavatel DVD-del ja CD-del tõenäoliselt õhuke hõbedane salvestuskiht.

Teine elektrooniline hõbedane rakendus on patareides, mis kasutavad hõbeoksiidi või hõbesingisulameid. Need kerged, suure mahutavusega akud toimivad kõrgel temperatuuril paremini kui teised akud. Hõbeoksiidi kasutatakse kaamerate ja kellade toiteks kasutatavates akupatareides, samuti kosmose- ja kaitserakendustes. Hõbe-tsingipatareid pakuvad sülearvutitele ja elektriautodele alternatiivi liitiumpatareidele.

Tehnoloogia tipptasemel on ülijuhid. Hõbe pole küll ülijuht, kuid ühega paarituna saavad kaks koos elektrit edastada isegi kiiremini kui üksi ülijuhid. Väga madalatel temperatuuridel kannavad ülijuhid elektrit, mille elektritakistus on väike või puudub üldse. Neid saab kasutada magnetilise energia genereerimiseks mootorite pööramiseks või magnetilise levitatsioonirongide tõukamiseks.

Hiiglaslikud hõbeda rakendused elektroonikas pakuvad avatähedase ülevaate sellest, kuidas ajaloos on üks kuulsamaid metalle saanud eesrindlikuks materjaliks tulevikus. Hõbe on tänu oma ainulaadsele omadusele, millel on kõrgeim soojus- ja elektrijuhtivus kõigil metallidel, sageli teiste odavamate materjalide ees.

Hõbe päikesepaneelides: Hõbedased kontaktid moodustavad siinivardad ja võrejooned, mis juhivad fotoelemendi pooljuhtivast pinnast elektrivoolu.

Hõbeda kasutamine energias

Nagu varem mainitud, kasutatakse päikesepaneelide valmistamiseks hõbepastat. Fotoelementidele trükitud hõbepasta kontaktid hõivavad ja kannavad elektrivoolu. See vool tekib siis, kui päikeseenergia mõjutab raku pooljuhtivat kihti. Fotogalvaanilised elemendid on üks kiiremini kasvavaid hõbeda kasutusviise.

Hõbeda peegeldusvõime annab sellele päikeseenergias veel ühe rolli. See kajastab päikeseenergiat kollektorites, mis kasutavad elektri tootmiseks soolasid.

Tuumaenergia kasutab ka hõbedat. Valget metalli kasutatakse kontrollvarrastes sageli neutronite hõivamiseks ja tuumareaktorites lõhustumise kiiruse aeglustamiseks. Kontrollvarraste sisestamine tuumasüdamikku aeglustab reaktsiooni, samal ajal kui nende eemaldamine kiirendab seda.

Hõbedajootmine ja jootmine: Hõbedane kõvajoodisega jootmine ja jootmine tagavad metalltorude vahel tiheda ühenduse.

Hõbe kasutamine kõvajoodisega jootmisel ja jootmisel

Kõvajoodisega jootmisel ja jootmisel kasutatakse hõbeda kõrget tõmbetugevust ja elastsust, et luua liitekohad kahe metallitüki vahel. Kõvajoodisjootmine toimub temperatuuril üle 600 ° C, jootmine aga temperatuuril alla 600 ° C. Hõbejääke saab kasutada kõvajoodisega jootmiseks ja jootmiseks, kuna need protsessid ei vaja väga puhast hõbedat. Kõvajoodisega jootmine ja jootmine annavad tihedaid ühendusi kõigele, alates kütte- ja kliimaseadmete ventilatsioonist kuni torustikuni. Hõbe antibakteriaalsed omadused ja mittetoksilisus inimestele muudavad selle suurepäraseks veetorude vaheliste pliipõhiste sidemete asendajaks.

Hõbetraat: Hõbetraadi saab kootud metallvõrku ja kasutada katalüsaatorina. Granuleeritud hõbe on ka heaks katalüsaatoriks.

Hõbe kasutamine keemilises tootmises

Hõbe toimib katalüsaatorina kahe olulise kemikaali tootmisel: etüleenoksiid ja formaldehüüd. Etüleenoksiidi kasutatakse vormitud plastide, näiteks plastkäepidemete, ja elastse plasti, näiteks polüestri tootmiseks. See on ka antifriisi peamine koostisosa. Formaldehüüdi kasutatakse tahkete plastide ja vaikude valmistamiseks ning kaitsekattena. Seda kasutatakse ka desinfitseeriva ja balsameeriva ainena. Katalüsaatorina suurendab hõbe reaktsioonide kiirust harjumata.

Hõbemündid ja väärismetallikangid: Hõbemünte vermiti tuhandeid aastaid. Hõberaha on tänapäeval endiselt populaarne investeerimisvalik.

Seotud: kulla palju kasutusviise

Hõbeda kasutamine mündides ja investeeringutes

Müntides kasutatava metallina on hõbedat tavaliselt kasutatud koos kullaga. Väärismetallina on hõbe haruldane ja väärtuslik, mistõttu on see mugav rikkusehoidla. Varem kogusid inimesed oma rikkust hõbemüntide kujul; täna investeerivad nad investeerimisklassi hõberahasse. Fakt, et hõbe ei söövita ja sulab ainult suhteliselt kõrgel temperatuuril, tähendab, et see võib kesta ning asjaolu, et sellel on kõrge läige, muudab selle atraktiivseks. Selle vormitavus teeb hõbedast hea valiku kohaliku valuuta kujundamiseks ja vermimiseks.

Suurema arvukuse ja seega odavama hinnaga kui kuld on hõbedat rohkem kasutatud valuutana. Hõbe kaevandati ja seda kasutati mitme tuhande aasta eest eKr kauplemiseks ning esmakordselt vermiti hõbemüntideks Vahemere piirkonnas sadu aastaid eKr. Kuni 20. sajandini kasutasid paljud riigid hõbedast või kullastandardit, toetades valuuta väärtust kulla või hõbeda olemasoluga riigikassas. Tänapäeval kasutavad riigid müntide tootmiseks odavamaid metalle, nagu vask ja nikkel, ning kuld- või hõbedastandardi asemel kasutavad nad fiat valuutat, mille väärtust kontrollivad valitsuse määrused.

Sellegipoolest säilitab hõbe kauba väärtuse. Paljud inimesed soovivad investeerida hõbedasse finantsinstrumentide, näiteks aktsiate ja investeerimisfondide kaudu, või ostes ja hoides tegelikult 99,9% puhast hõbedast valmistatud kullast pulke, münte või medaljone. Riigid toodavad millalgi hõbedast meenemündi münte, mida nad müüvad ostjatele hinnaga, mis ületab mündi valmistamiseks kasutatud hõbeda väärtuse.

Hõbedased rõngad: Vääris ja läikiv hõbe teeb kaunid, kauakestvad ehted.

Hõbeda kasutamine ehetes ja hõbeesemetes

Ehted ja hõbeesemed on hõbe kaks muud traditsioonilist kasutusviisi. Painduvus, peegelduvus ja läige muudavad hõbedase ilusa valiku. Kuna hõbe on nii pehme, tuleb seda legeerida mitteväärismetallidega, nagu vask, nagu ka hõbeda puhul (92,5% hõbedat, 7,5% vaske). Hõbe võib küll oksüdeerumise ja korrosiooni vastu takistada, kuid pisut poleerides võib see kogu elu särada. Kuna hõbe on odavam kui kuld, on hõbe ehete jaoks populaarne valik ja peente söögikohtade standard. Hõbetatud mitteväärismetallid pakuvad hõbedale odavamat alternatiivi. Hõbeesemed võivad olla hõbedased nõud ja taldrikud ning need võivad sageli olla kaunilt meisterdatud kunstiteosed. Näiteks oli Paul Revere (1734-1818), keda tunti enamuse südaööl Ameerika revolutsiooni alguse ajal, hõbeehtena ja mõni tema looming on endiselt eksponeeritud Bostoni kaunite kunstide muuseumis.

Hõbe fotograafiafilmis: Fotograafias kasutatav hõbehalogeniid reageerib valgusele, jättes varjatud pildi taha.

Hõbeda kasutamine fotograafias

Fotograafia oli olnud hõbeda üks peamisi tööstuslikke kasutusviise kuni digitaalse meedia hiljutise tõusuni. Traditsiooniline filmifotograafia toetub filmides esinevate hõbehalogeniidkristallide valgustundlikkusele. Kui film on valgustatud, muutuvad hõbehalogeniidi kristallid latentse pildi salvestamiseks, mida saab muuta fotoks. Selle protsessi täpsus muudab selle kasulikuks mitte-digitaalse tarbijafoto, filmi ja röntgenikiirte jaoks.

Filmifotograafias kasutatavat hõbedat ei tohiks segi ajada kino "hõbeekraaniga". See fraas ei viita mitte hõbedale filmis endas, vaid hõbedastele läätsekujulistele ekraanidele, millele varajased filmid projitseeriti.

Hõbedat kasutatakse salvides: Mõned salvid kasutavad hõbeda antibakteriaalseid omadusi, et kaitsta haavu nakkuste eest.

Hõbeda kasutamine meditsiinis

Hõbeioonid toimivad katalüsaatorina, absorbeerides hapnikku, mis tapab baktereid, häirides nende hingamist. See antibiootikumiomadus koos mittetoksilisusega on andnud hõbedale tuhandete aastate jooksul olulise rolli meditsiinis. Enne laialdast antibiootikumide kasutamist mähiti haavadesse haavamiseks hõbefoolium, mis aitas neil paraneda, ning haiguste vastu võitlemiseks manustati või paikselt manustati kolloidseid hõbe- ja hõbevalgukomplekse. Hõbedat on kasutatud ka silmatilkades ja hambahügieenis, et ravida ja ennetada nakkusi.

Kuigi hõbe pole mürgine, võib aja jooksul korduv väikestes kogustes hõbeda tarbimine põhjustada argyriat. Selle seisundiga inimestel koguneb kehakoesse hõbe, andes päikese käes hallikassinise välimuse. Lisaks võib suures koguses hõbeda sissevõtmine avaldada kehale negatiivset mõju. Nendel põhjustel loobuvad arstid kolloidhõbeda kasutamisest, lükates ümber väiteid, mille kohaselt kolloidhõbe on ravitoiduks mõeldud toidulisand.

Tänapäeval suurendab antibiootikumiresistentsete superlugude olemasolu haiglates nõudlust hõbeda järele. Patogeenide leviku tõkestamiseks võivad väikesed hõbedakogused katta haigla pindade ja meditsiiniseadmetega. Hõbe kirurgilistes seadmetes, haavasidemetes ja salvides kaitseb haavu infektsioonide eest. Hõbedane sulfadiasiin on eriti kasulik põletusohvrite jaoks, kuna see tapab baktereid, võimaldades samal ajal ka nahal taaskasvada. Hõbedaioonravi võib ravida luuinfektsioone ja võimaldada kahjustatud koe uuenemist.

Pilvelõhkujate akendes hõbe: Paljudel kaasaegsetel kõrghoonetel on hõbedaga kaetud aknaklaas, mis peegeldab päikesevalgust ja vähendab kliimaseadmete kulusid.

Hõbeda kasutamine peeglites ja klaas

Hõbe peegeldab peaaegu poleeritult. Alates 19. sajandist on peegleid valmistatud läbipaistva klaaspinna katmisel õhukese hõbedakihiga, kuigi tänapäevased peeglid kasutavad ka teisi metalle, näiteks alumiiniumi. Paljud kaasaegsete hoonete aknad on kaetud läbipaistva hõbekihiga, mis peegeldab päikesevalgust, hoides siseruumides suvel jaheda. Kosmoses kaitsevad hõbedaga kaetud plaadid kosmoselaevu päikese eest.

Hõbetatud kuullaagrid: Hõbekattega kuullaagrid vähendavad mootorite hõõrdumist.

Hõbeda kasutamine mootorites

Mootori laagrid sõltuvad hõbedast. Tugevaim laager on valmistatud terasest, mis on galvaniseeritud hõbedaga. Hõbe kõrge sulamistemperatuur võimaldab tal vastu pidada mootorite kõrgele temperatuurile. Samuti toimib hõbe libestina nagu kuullaagri ja selle korpuse vaheline hõõrdumine. Hapniku absorbeerimise võime tõttu uuritakse hõbedat plaatina võimaliku asendajana, et katalüüsida diiselmootorite filtritesse kogutud aine oksüdeerumist.

Hõbeda auhinnad: Hõbe tähistab sageli teist kohta ja seda kasutatakse medalites ja muudes auhindades.

Hõbeda kasutamine auhindades

Väärismetalli staatuse tõttu, mis on teisel kohal ainult kulla järgi, kasutatakse hõbedat sageli teise koha saamiseks. Kõige kuulsam hõbedane auhind on teise koha olümpiahõbemedal. Hõbe sümboliseerib ka au, vaprust ja saavutust, mistõttu kasutavad paljud sõjaväeorganisatsioonid, tööandjad, klubid ja ühingud hõbedaste või hõbedaste värvidega autasusid, et austada üksikisikuid nende panuse eest.

Hõbe veefiltrites: Hõbedane kate hoiab ära bakterite kogunemise süsinikupõhistes veefiltreerimissüsteemides.

Hõbeda kasutamine vees, toidus ja hügieenis

Hõbe antibakteriaalseid omadusi on kasutatud tuhandeid aastaid, juba ammu enne mikroobsete organismide avastamist, sest teadaolevalt hoidsid hõbedased anumad ja mündid ära vedelike riknemise. Tänapäeval hoiab hõbedane kate ära bakterite kogunemise süsinikupõhistes veefiltrites, samal ajal kui veepuhastussüsteemides olevad hõbedaioonid kannavad hapnikku, mis oksüdeerib ja tapab mikroobid. Hõbe-vaskioonioonid võivad basseinide ja paakide desinfitseerimiseks asendada söövitava kloori.

Hõbe antimikroobsed omadused, mis muudavad selle kasulikuks nii meditsiinis kui ka vee puhastamisel, rakendatakse nüüd toidus ja hügieenis. Nanosilver katted kantakse toidupakenditele ja külmkappidele. Ja paljud uued tarbekaubad, näiteks pesumasinad, rõivad ja isikliku hügieeni tooted, on antibakteriaalse hõbeda eelised.

Kas sa teadsid? Enamik maailma hõbedast on toodetud pliikaevandamise kõrvalsaadusena. Mineraalgalena (ülal näidatud) on plii ja väävli segu. Kuid mineraali kristallstruktuuris asendab pliid tavaliselt väike kogus hõbedat. Paljudes galenakaevandustes võib galeenas olla piisavalt hõbedat, nii et hõbeda väärtus ületab oluliselt kaevandatud plii väärtuse. Finantsreaalsus seisneb selles, et hõbeda pakkumine sõltub rohkem kaevandatava plii kogusest kui hõbeda hinnast. Proov ja foto autorilt Arkenstone / www.iRocks.com.

Hõbedased viited
1 Hõbe asendamatu metall: Hõbeda Instituut, www.silverinstitute.org.
2 Hõbe: mineraaltoodete kokkuvõtted: Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskus, www.usgs.gov.
3 Hõbe: mineraalide aastaraamat: Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskus, www.usgs.gov.

Muud hõbeda kasutusviisid

Hõbeda traditsioonilisi kasutusviise on ka muid. Näiteks hõbe on hambaõõnte täitmiseks kasutatava amalgaami üks koostisosa, ehkki amalgaamis sisalduva mürgise elavhõbeda sisalduse tõttu on see lähenemisviis suuresti asendatud teiste materjalidega. Hõbedat on kasutatud ka instrumentide, näiteks flöötide plaadimiseks.

Tänapäeval kasutatakse hõbedat paljudel uutel eesmärkidel. Hõbe on üks paljudest võimalustest mürgise kroomitud vase arsenaadi asendamiseks puidukaitsevahendina. Paberil olevad nanosõbedad tindid ja katted muudavad nende võime ennetada bakteriaalse infektsiooni levikut. Hõbedane metallklaas, mis on toodetud hõbeda kiire jahutamisel, pakub vastupidavust, mis peab vastu deformatsioonidele. Toatemperatuuril vedelas olekus hõbedapõhiseid ioonseid vedelikke saab kasutada naftajäätmete puhastamiseks. Kangas hõbedane võimaldab puutetundliku ekraani kasutajatel külma ilmaga kindaid hoida.

Tundub, et hõbedal on nii palju kasutusvõimalusi, kui inimese kujutlusvõime võib areneda. Traditsioonilised hõbeteosed, nagu ehted ja hõbeesemed, toetuvad kunstnike loovusele. Kaasaegsed kasutusviisid sõltuvad teadlaste ja inseneride loomingulisest kasutamisest, et vastata tarbijate ja tööstuste muutuvatele nõudmistele. Kuigi mõned kasutusalad tõusevad ja langevad, näiteks hõbeda kasutamine fotofilmides, võib muude kasutusalade kasv jätkuda, näiteks päikeseenergia tootmiseks fotoelementide kasvav tootmine. Hõbeda ainulaadsed omadused, eriti kõrge soojus- ja elektrijuhtivus, peegelduvus ja antibakteriaalsed omadused, muudavad selle asendamise keerukaks nagu ainulaadsed hõbedased rõngad.