银的主要应用领域和发展现状

银的主要应用领域和发展现状

本文综述了银的主要应用领域：（1）感光材料；（2）装饰材料；（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）银在催化剂中的应用；（9）银在医药中的应用；（10）银系列抗菌材料。介绍了银在这些主要应用领域中的研究发展现状。银是贵金属中相对比较便宜的一种金属。它在工业和人们日常生活中有着非常广泛的用途。它与行业关联性很大，既是一种高技术用金属，也是一种军、民两用金属。本文着重介绍了银的十个主要领域。

1. 感光材料

卤化银感光材料是以卤化银包括氯化银、溴化银为光敏物质，将它们的微晶分散于明胶介质中形成感光乳剂，并将其涂布在支持体（胶片或纸基）上而成。不同用途的感光材料所需卤化银颗粒尺寸是不同的，通常合用的卤化银微晶尺寸为0.2～2μm;特殊用途的胶片使用的卤化银颗粒是超微粒晶体，尺寸为0.01！

0.1μm；卤化银全息感光材料合用的卤化银微晶尺寸为0.03～0.08μm；为提高感光乳剂的分辩力、衍射效率及对激光的灵敏度，研制出了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，形态比（颗粒直径与厚度之比）>8,典型的T－颗粒形态比>20，在T－颗粒制备中银难做到极好的分散性。T－颗粒的优点是表面积大，可使感光层变薄，用银量减少。为适就不同需要，已研制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领域之一。目前生产和销售量最大的几种感光材料是摄影胶卷、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，世界照相业用银量大约在6000～6500t，医用X－光胶片（包括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。

由于电子成像、数字化成像、无数触印刷等技术的发展，便传统的卤化银成像技术受到冲击的挑战，如电视冲击着电影。同时非银感光材料在印刷业、文件复制、视听业等高新技术的出现，也使卤化银感光材料用量有所减少，但卤化银感光材料的应用在某些方面尚不可替代，仍有很大的市场空间。

卤化银感光材料的大量应用使之成为银的二次资源的源泉，如医用X－光胶片需要存档，在一些国家规定儿童的X－光胶片要保存到成年，这些胶片应用了

大量的银，仅美国各大医院保存的X－光胶片估计占用银量就达3000～4000t。采用缩微技术就可节约用银。

2. 装饰材料

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）的青睐，因此有"女人的金属"之美称。银因其美丽的颜色，较高的化学稳定性和收藏观赏价值，广泛用作首饰、装饰品、银器、餐具、敬贺礼品、奖章和纪念币。

最常用的银基装饰合金有Ag-Cu合金、Ag-Pd合金以及通过添加少量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％，一直是唯一的货币合金，也是饰品合金。Ag-Cu10%合金（900合金）称为货币银，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通过加入少量Au或Pt以增加耐腐蚀性。加入Cu、Zn、Sn可改善可铸性。纯Ag中通过加入Mg、Ni等，然后进行内氧化可以使合金硬化，且保持银纯度达99％以上。加Au的Ag和Pd合金形成银白色合金。以Ag为基，加10～20％的Ni或Zn,12%的Pd也可以产生"白金”合金。

金属或合金的颜色取决于它的反射率与入射光的频率（能量）之间的关系。Ag与Au有相似的电子结构，可以期望在整个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随着Ag含量增高而连续增大，而这个能隙宽度恰好是控制颜色的能带跃迁的决定因素。Cu与Au的电子结构也相似，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，随着Ag含量不同，可以获得系列颜色，当含Ag量达到70at%(56wt%)时，合金就会变成了白色。银首饰在发展中国家仍有广阔的市场，银餐具备受家庭欢迎。

自从金和银从货币地位退出以后，法定铸币也退出了历史舞台，但作为纪念币仍很盛行，纪念币是发行国为纪念本国和世界重大事件、历史人物、名胜古迹、珍稀动、植物等内容而发行的一各法定硬币。纪念币设计精美，发行量少，具有保值增值功能，深受钱币收藏家和钱币投资者的青眯。20世纪90年代造币用银仍保持在1000～1500t上下，占银的消费量5％左右。

3. 接触材料

电器工业中用银量最大的一项就是电接触材料。

目前，全世界银和银基电接触材料年产量约2900～3000t。世界各国接触材料的牌号已有数百种以上，应有尽有。一方面是由于现代工业对接触材料的要求日益增加的结果，另一方面也和各国自已的资源情况不同有关。一些牌号经过改进，添加某些新的元素，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，牌号尽管很多，但归纳起来，可以分为：（1）纯Ag;（2）银合金；（3）银－－氧化物；（4）烧结合金。目前生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。

由于我国稀土资源丰富，20世纪70年代由本文作者在国内率先开发成功的Ag-Ce0.5 合金得到了广泛的应用，从此引发了国内研制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，由于Cd有毒，因而发展了一系列其它Ag-氧化物材料，直到目前仍有人注Ag-SnO2材料的开发（包括国内氧化法、熔炼原位复位法、热压烧结反应法、机械合金化反应法等）。

复位法（包括电镀）制备电接触材料是一项节银的关键技术，即在电接触关键部位采用银和银合金。

4. 复合材料

银的复合材料是通过复合工艺组合而成的新型材料。它既能保留Ag和基材和主要特色，并能通过复合效应获得原组分所不具备的性能，互相补充，彼此兼顾，把银用在关键部位，是一项重要的节银技术，银复合材料已成为近代先进材料的一大类。

工业上应用含银复合材料主要分为两类：（1）银和银合金与其它金属合金的复合材料（包括面复、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。

从节银技术来看，银复合材料是一类大有发展前途的新材料。

5. 银合金焊料

在银的工业合金中，银基钎焊合金的一个大门类，有广泛的应用，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）都可以用钎接技术解决，如陶瓷元件Si3N4、Zr02等和金刚石的焊接都可实现焊接。以特殊的银钎焊合金使陶瓷焊接很容易可以实现，无需先将材料金属化。

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。其中Ag-Cu28是用量最大的电真空焊料。

另外，Ag作为添加无素在Au合金焊料和Cu合金焊料中也得到广泛应用。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焊料合金的成分范围分布很广，其中Ag含量介于1～35％，其熔点（固相线温度）介于780℃～950℃。在铜合金焊料中有Cu-Ag-P、Cu-P-Ag-Sn,液相线温度介于925～683℃之间；在饰品用金合金焊料中也常使用添加无素Ag.颜色K金合金焊料包括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 系基础上添加漂白剂及调节熔点和改善钎料性能的无素组成。

焊接合金的发展方向主要是去除焊料中对环境有害的元素，节约贵金属和提供特殊用途的焊接合金。

6. 银浆料

随着电子工业的高速发展，银浆是制造与开发电子元器件、厚膜混合电路和

触摸元件的基础材料，20世纪80年代以来，由于表面组装技术（SMT）的兴起，多层厚膜技术已发展成为混合微电子技术的主流，触摸元件脱颖而出，使银浆成为电子浆料中一类品种繁多量大面广的产品。目前世界浆料的需求量在4000吨以上，产值约100亿美元。

我国浆料研制从20世纪60年代开始，当时主要研制一些国外禁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生产结，给浆料生产立足于国内带来了挑战性的机遇。已研制开发的银浆有：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相互粘结的银导电胶、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、滤波器等领域的高温银浆、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，用作薄膜开关等领域的聚合物浆料等。

随着我国加入WTO，国外电子企业不断迁入中国，台湾电子工业也涌向大陆，所需银浆还在不断扩大，在这种交响竞争态势中，国内在银浆质量上和银浆生产中必须解决大批量生产、性能稳定、质量上乘、价格适中、品种俱全等方面再下功夫。

7. 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。目前主要应用的是银－锌电池，即锌－氧化银电池。这种电池以Ag2O或AgO为正极、锌为负极，氢氧化钾为电解液。在20世纪90年代的银－锌电池生产中，美国每年银消耗约40多吨，估计全世界年耗银量在100吨以上，银－锌电池在飞机、潜水艇、浮标、导弹、空间飞行器和地面电子仪表等年事及特的殊用途中，始终保持长盛不衰的态势。

（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拟

的固体离子导体，也称固体电解质。主要的银离子导体有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、比较成熟的银碘电池是Ag/RbAg4L5/RbI3-C等。

（4）太阳能的利用。利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。

（5）核能。AgInCd合金是重要的中子控制棒材料。Pd-Ag、Pd-Ag-Au-Ni 多元氢气净化材料可用于热扩散型氢氧净化装置和核聚变反应堆中H2同位素纯化和分离

8．银在催化剂在的应用

催化技术是化学工业发展的基础性关键技术之一。发达国家国民经济总产值的20％～30％直接来自催化。银在催化剂中有许多特别的应用。如：Ag/Al2O3用于氧化乙稀制造环氧乙烷或乙二醇。银催化剂把乙烯转化成氧化乙烯制造聚脂纤维用于制造科天保温的毛衣、围巾、外套、披肩和其它流行的衣料。

KBr-Ag-Al3O3用作丁烷脱氢制丁二烯。

金属Ag和Pd组成的催化剂可以大大改善甲醛的生产。

杜邦公司采用Ag-Au网用于甲醛空气氧化脱氢制甲醛。

Ag/沸石催化剂用于甲醛、冰醋酸、尼龙、乙醛、蒽醌等工来生产、含钇（Y）的银催化剂可用改善和改进香料和食品的芳香、牙膏、口香糖和香烟的香味以及药物的合成等。

银催化剂可用于处理含硫化物的工业废气。

含银催化剂可用于制造苯的高辛烷什的燃料。

银催化剂可把H2和CO2转变成合成气甲烷和乙醇（汽车燃料）。

银X分子筛可用作气体脱氢脱氧。

金属银催化剂能将有机物氧化成CO2和水。

在银催化剂上还能实现异丙醇的催化脱氢制造丙酮。用银催化剂使胺脱氢生产腈（RCN）。银化合物广泛用作氧化还原和聚合反应的催化剂。

硝酸银可催化丙烯制备甲基氧内环。过氯酸银可用于二甲替甲酰生产丁基丙

烯酸脂的聚合物以及实现甲基丙烯酸替酰胺的聚合。四氟硼酸银可用于丙二烯胺环化合成3-吡咯啉。碳酸银单独或负载到次乙酰塑料（Celite）上用于实现D －果糖、乙烯、丙烯丙糖和α－二醇的甲酯氧化。硫酸银可将芳香族碳氢化物还原为环已烷衍生物；它还可用于氧化有机物质测定废水样品内的化学耗氧量（COD）。Pd-Ag薄催化剂也有广泛用途：如Pd-20Ag可用于2-反丁烯脱氢的共轭反应，甲苯的加氢脱甲烷化或苯的氢化Pd-23Ag可用于环已烷氢化。Pd-25Ag 广泛用于已烷脱氢的共轭反应和氢的氧化；异戊间二烯的氢化制备2－甲基－1－丁烯；2，4－已二烯和1，5－已二烯制备乙烯，苯乙烯制备乙苯，丙烯醛制备丙醛缩氨基脲；环已醇脱氢；n-丁烷脱氢制备1－丁烯和异丁烷脱氢制备异丁烯；1，3－丁二烯和1－丁烯氢化制备丁烷等。Pd-35Ag可使已烯氢化。Pd-40Ag,Pd-50Ag可使环已烷脱氢。

9. 银在医药中的应用

A.银在医学上的应用

生物医学材料不同于药物，它的主要治疗目的不是通过在体内的化学反应或新陈代谢来实现，但必须满足生物学性能的要求，即生物相容性。银在医学上的应用比金多。

（1）外科用银：针灸用银针、银线缝合伤骨和结缔组织、银引流管。银合金用作骨更换（特别是颅骨）。银箔敷盖新鲜创面可加快开放性伤口愈合等。Ag-Pd合金广泛用于视神经修复装置、耳箔神经刺激装置、大小便失禁者用脊髓刺激置、小儿脊髓弯曲等装置中。采用电的生物刺激（Electric Biostimulation）用银促进骨头和皮肤的生长等。

（2）牙科材料。可分为牙科铸造合金和牙科汞齐。铸造银基牙科合金有Ag-Cu-Sn、Ag-Cu-Sn-Zn、Ag-Cu-Zn-Ni、Ag-Pd、Ag-Pd-Au、Ag-In-Zn-Pd等多种材料。Ag-Pd用于牙托、短跨距齿桥。牙科汞齐合金是牙齿的修补填充材料。老式Ag-Sn汞齐合金已不在使用，现多用Ag-Cu-Sn汞齐，把合金制成球形粉和不规则的粉混合使用，这种混合粉更具有填密的坚固性和更好的雕作粘度。高铅银合金粉和无汞牙科充填材料（如Ag-Ga基合金、镓合金材料）受到人们的重视。

（3）银在诊断和分析方面有应用。银染色技术在诊断学上簋有用处，其娄

敏度要比用其它方法提高100倍。银可用在胎儿畸形生前诊断和病态监测、致病生理的变化、遗传病染色体的诊断、荷尔蒙和尿中多肽水平的鉴别和药物治疗的评估，还可用于天然食物的昼日分析。银的蛋白分析可提供清晰的图象用?quot;指纹蛋白"来对其它蛋白作出鉴别。银的络合物可用于测定和观察人体细胞的最小建造块，用于诊断癌和指示多发性硬化症存在的抗体，通过电泳来精确识别蛋白质的变态。硝酸银用来测定嗜雌激素诊断早期乳腺癌。用Ag制成薄膜用来测定尿中的葡萄糖浓度，对粮尿病进行诊断。采用Ag/AgCl电极可以制成生物传感器用来测量梅毒抗体和测量血型以及血液中

的O2、CO2的浓度和PH值。

（4）卤化银光纤CO2激光手术刀。卤化银多晶光纤[AgClxBr(1-x)](0≤X≤1)有良好的红外光谱信号和中红外激光能量的性能。我国新近研制成功的卤化银光纤CO2激光手术刀已在口腔、咽喉、妇科、肛肠等方面开展临床应用。完成临床应用后将进入产业化阶段。

(5)医用成像X-光胶片、CT片、核磁共振成像片。

B.银在药物中的应用

（1）中药中的银：一些中药配方组成中有银箔。一些中草药中也含有微量无素银，如生黄芪中银含量为4.615μg/g。

（2）可溶性银盐：如硝酸银和柠檬酸银。最常用的可溶性银盐是硝酸银，它可用作收敛性的、有刺激性的或苛性药，其作用与深液浓度和持续时间有关，固态棒状的硝酸银（含1～3％AgCl）或不同浓度的硝酸银溶液，可用于去除疣、内赘、内芽等。柠檬酸银可以

用于治疗烧伤和皮肤病。使用1％的硝酸银溶液滴眼，可预防新生儿的眼粘膜被链球菌感染。

（3）不溶性化合物：如氧化物，卤化物盐（氧化物、碘化物）。可用胶态银作成药膏用于治闻烧伤和皮肤感染。

（4）磺胺嘧啶银和氟派酸银：这是一种主要的医用银化物。于于治闻烧伤和非洲昏睡病。

（5）银溶胶：如AgI(Neosilvol)胶体溶液和强蛋白Protargol(Strong)及软银蛋白Argyrol(mild)和Crede膏药（含本银）等都可作为一种有效的局部抗感染药。

胶态银用于妇科洗涤消毒杀菌。

（6）电发生银离子技术（EGSI）。经体实验证明对所有类型的细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及各种有氧菌、厌氧菌均有明显的抗感染有效性，具有广谱抗菌作用。

10．银系列抗菌材料

银系列抗菌材料是一类无机抗菌材料。无机载银抗菌材料具有持续性、持久性、广谱性，耐热性好、安全性高、不易产生耐药性等特点。

银系列抗菌材料主要有载银羚基磷灰石、磷酸锆钠银、载银沸石、硅硼酸钠银、二氧化钛二氧化硅银铜等。

载银搞菌材料应用范围很广，可开发出许许多多的实用制品。

采用基本组分为磷酸锆钠银的抗菌材料，其应用范围包括：抗菌PE、PP、ABS等膜制品，冰箱内衬、洗衣机内衬、搞菌防霉包装材料、抗菌陶瓷、浴盆、洗面器、便器、磁砖、涂料、磁牙、抗菌珐琅制品、容器、餐具、食品容器等。载银锌沸石。可用于抗菌纤维制品、无纺布、内裤、鞋袜、汽车、飞机座垫、医秀白大褂、床单等。抗菌PE、PP、ABS等膜制品、PE等膜铝合金制品等。

硅硼酸钠银。可用于搞菌PE、PP、ABS等膜制品、抗菌玻璃制品、搞菌纤维制品、抗菌纸、丝织品等。

二氧化钛二氧化硅银铜。可用土壤杀菌剂。

载银羚基磷灰石。可用于防霉防菌PP、PVC、PE等膜制品、船舶装璜、工业循环水防菌工程、涂膜等

三唑银、硫代水杨酸银和甘草酸银等化合物也具有良好的抗菌杀菌效果。

无机抗菌剂有元素、元素的离子和官能团的接触性搞菌剂如：Ag、Cu、Zn、S、As和Ag+、Cu2+以及SO32+、AsO2-等。元素Ag具有所谓微动力效应（Oligodynamiceffict）可杀死与之接触的细菌、霉菌、孢子和真菌等微生物。多种金属离子都具有抗菌作用，其作用大小顺序为：

Ag > Hg > Cc > Cd > Cr > Ni > Pd > Co > Zn > Fe。

但Hg、Cd、Pd、Cr对人体有残留性毒害，Ni、Co和Cu离了对物体有染色作用，不宜在纤维中使用，实际上常用于化维的金属抗菌剂是Ag、Zn及其化合物。银的抗菌作用与自身的化合价态有关，这种能力按下列顺序递减速：Ag3+ > Ag2+ > Ag+

高价态银的还原势极高，能使其周围的空间产生原子氧而具有抗菌作用。Ag+可强烈吸引细菌体内酶蛋的巯基，并迅速结合，使以为必要的酶丧失活性，致使细菌死亡，其机理如下：

SH SAg

酶+2Ag+=酶+2H+

SH SAg

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