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金元素的應(yīng)用

2020/12/9 15:56:55

珠寶原材料

因?yàn)?4k純金的柔軟性,它在作珠寶用途常會(huì)被制成合金,改變其硬度、延展性、熔點(diǎn)、顏色及其它特性。在22k、18k、14k或10k的合金中,會(huì)含有較高成分的銅、銀、鈀或其它卑金屬。銅是卑金屬中最常用的,會(huì)使合金顯出偏紅的色澤。在古董及俄羅斯的珠寶當(dāng)中可以見(jiàn)到含有25%銅的18克拉金,并以銅模鑄造,形成玫瑰金。14克拉的金銅合金與部分青銅合金顏色幾乎一樣,而兩者皆可以用作制造警察或其它的徽章。藍(lán)金可以透過(guò)與鐵作合金形成而紫金可以透過(guò)與鋁作合金形成,但除了在專(zhuān)門(mén)的珠寶上之外就非常少見(jiàn)了。藍(lán)金較為脆弱所以較難使用在珠寶制作上。14克拉及18克拉的金與銀形成合金后呈綠黃色,所
以被稱(chēng)為綠金。白金合金可以透過(guò)金與鈀或鎳形成合金制成。白色18k金合金含有17.3%鎳、5.5%鋅及2.2%銅,并顯現(xiàn)出銀色。由于鎳有毒的關(guān)系,其由鎳白金鎳的排放歐洲法律限制。另外一種制造白金合金的方法可以用鈀、銀及其它白色金屬制成,但由鈀所制成的合金比由鎳制成的貴很多。高克拉的白金合金比起銀或純銀(Sterling silver)的抗侵蝕能力高很多。日本工藝品木目金(Mokume-gane)充分發(fā)揮了由薄片組成的有色金合金之間的顏色對(duì)比,制造出裝飾性的木屑效果。

焊料

金制的焊錫(Solder)在利用高溫硬焊或銅焊(brazing)來(lái)連接金制珠寶的部件時(shí)使用。如果工序符合質(zhì)量證明(hallmark)的話,金焊錫一定要與連接物品的克拉數(shù)值相同,而合金組合則在最高工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控其克拉數(shù)值下制造,令它們的顏色與黃金或白金吻合。金焊錫通常會(huì)被制成三種不同的熔點(diǎn)范圍,分別是容易、適中及堅(jiān)硬。透過(guò)首先使用硬度、熔點(diǎn)較高的焊錫,再漸漸使用較低熔點(diǎn)的焊錫,金匠(goldsmiths)可以利用獨(dú)立焊錫接口來(lái)組合復(fù)雜對(duì)象。

另類(lèi)醫(yī)療

在中世紀(jì),因?yàn)楹庇屑捌恋膶?duì)象只可能是健康的想法,金常被認(rèn)為是一種對(duì)健康有益的東西(雖然實(shí)際上不是)。甚至部分現(xiàn)今的隱微術(shù)(Esotericism)者及另類(lèi)醫(yī)療(alternative medicine)視金屬狀態(tài)的金有一種治療的力量。部分金的鹽的確有防止發(fā)炎的性質(zhì),而被用作治療關(guān)節(jié)炎及其它類(lèi)似的藥物。但因?yàn)榻饘贍顟B(tài)的金對(duì)所有體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)呈現(xiàn)惰性反應(yīng),所以只有金的鹽及其放射性同位素有藥理學(xué)上的價(jià)值。

牙醫(yī)學(xué)

金合金在牙科修復(fù)學(xué)(restorative dentistry)使用,特別是牙齒修復(fù),例如牙冠及永久牙橋(bridge)。金合金的細(xì)微延展性有助創(chuàng)造一個(gè)與其它牙齒吻合的高貴大臼齒表面,令效果可以比用陶瓷制大臼齒的好很多。利用金臼齒在其它突出的牙齒如門(mén)牙在部分文化中受歡迎在另外一些文化則并不鼓勵(lì)。

膠體金

膠體金(Colloidal gold),是金納米顆粒的膠體溶液,在水中是深紅色,透過(guò)使用檸檬酸鹽(citrate)或抗壞血酸鹽(ascorbate)的還原反應(yīng)來(lái)還原溶液中的氯化金,即氯金酸(chloroauric acid),在嚴(yán)謹(jǐn)控制粒子大小在幾十納米下制成。膠體金應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)的研究中。免疫膠體金標(biāo)記(immunogold labeling的技術(shù)令金粒子吸收蛋白質(zhì)分子到其表面的能力得以充分發(fā)揮。有特定抗體涂層的膠體金粒子可以用作測(cè)試在細(xì)胞表面抗原的存在及位置的探針。在電子顯微鏡觀察下組織的超薄部分,免疫膠體金標(biāo)記在抗原所在顯示為極濃密的圓點(diǎn)。膠體金亦組成金色涂料中的金色,用在燒制前的陶瓷上。

輻射治療

金的同位素金-198(半衰期:2.7日)用在部分癌癥及其它疾病的治療。

高能量傳導(dǎo)用途

金的金屬的電子密度為5.90x1022 cm-3金有十分高的電傳導(dǎo)性,因此它作為電線被使用在部分高能量用途中(雖然以相同容量計(jì)算銀比金有更高的電傳導(dǎo)性,但金有抗侵蝕的優(yōu)點(diǎn))。例如金的電線在曼哈頓計(jì)劃中的原子實(shí)驗(yàn)中被使用,但大型的高電流銀電線則在此計(jì)劃中的電磁型同位素分離器(calutron)的磁石中使用。

電子接件

雖然金可以被自由的氯氣侵蝕,但它的傳導(dǎo)性及普遍的抗氧化及抗環(huán)境侵蝕(包括能夠抵抗其它非含氯的酸)令它在電子業(yè)的工業(yè)用途十分廣泛,其使用目的在于作為所有電力接件的薄涂層來(lái)確保有一個(gè)優(yōu)良的連接。例如金使用在昂貴的電子接件的連接在線,例如聲音、圖像及通用序列總線的連接線。在以上的用途中使用金比其它連接金屬如錫等有很大的爭(zhēng)議。

金的接件常被影音專(zhuān)家批評(píng)為對(duì)大部分消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是不必要的,而且被視為只是一個(gè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的伎倆。某些電子測(cè)量?jī)x器的接頭也會(huì)鍍金以避免氧化。但金在其它應(yīng)用層面,包括高濕度或高侵蝕性大氣的電子滑觸、失敗成本極高的接觸(如部分計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、航天器、噴射機(jī)引擎)仍維持高度的普遍性,而且在可見(jiàn)的未來(lái)不太可能被其它金屬所取代。

開(kāi)關(guān)接觸

除了電力的滑觸外,金亦應(yīng)用在開(kāi)關(guān)(Switch)的電力接觸上,原因是金的抗侵蝕性、電導(dǎo)率、延性及并無(wú)毒性。開(kāi)關(guān)接觸通常會(huì)比滑觸受到更嚴(yán)重的侵蝕壓力。

電磁輻射的反射體

因?yàn)榻鹗且粋€(gè)電磁輻射如紅外線、可見(jiàn)光及無(wú)線電波的優(yōu)良反射體,它被用作保護(hù)層應(yīng)用在很多人造衛(wèi)星、保暖救生衣的紅外線保護(hù)面層、航天員的頭盔及電子戰(zhàn)機(jī)如EA-6徘徊者式電子作戰(zhàn)機(jī)。另外金在部分金CD(Gold CD)會(huì)用作反射層。

攝影調(diào)色劑

在攝影中,金調(diào)色劑被用作把溴化銀的黑白相片傳移往棕色或藍(lán)色色調(diào),或是增加它們的穩(wěn)定性。在棕褐色調(diào)(Sepia tone)相片中,金調(diào)色劑會(huì)形成紅色色調(diào)。伊士曼柯達(dá)公司列出了幾種金調(diào)色劑的公式,使用了金的氯化物。

電子顯微鏡的傳導(dǎo)物質(zhì)

金或是金與鈀的合金在掃描電子顯微鏡的觀察中,擔(dān)當(dāng)了在生物樣本及其它非傳導(dǎo)物質(zhì)如塑料及玻璃的傳導(dǎo)涂層的角色。涂層會(huì)由氬等離子的濺鍍方式加上。金的高電傳導(dǎo)性把電荷導(dǎo)向地面,而其高電子密度提供掃描電子顯微鏡電子束中的電子一個(gè)停止的力量,有助限制電子束穿透樣本的深度。這樣有助增加對(duì)樣本位置及其表面形狀的測(cè)量精確度及增加圖像的空間解像度。金在電子束照射下亦會(huì)制造一個(gè)高次級(jí)發(fā)射(secondary emission)輸出,而這些低能量電子最常作為掃描電子顯微鏡的訊號(hào)來(lái)源。

其它

·金亦可以制成金線用于刺繡上。

·氯化金及氧化金會(huì)用作為高質(zhì)素的茶色玻璃(Cranberry glass)及紅色玻璃的染色劑,會(huì)透過(guò)加入相同大小的球狀金納米粒子來(lái)形成一個(gè)深厚強(qiáng)烈的紅色。

·很多比賽及榮譽(yù)如奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)及諾貝爾獎(jiǎng),會(huì)頒發(fā)一個(gè)金牌給得獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

·汽車(chē)可以用金作為隔熱用途。邁凱輪F1在其引擎間隔中使用金箔。

·金會(huì)受到鉀的堿性溶液或鈉的氰化物侵蝕及溶解,而金的氰化物是用于商業(yè)上把金電鍍?cè)谄渌敖饘偕匣蚴请婅T(electroforming)的電解質(zhì)。

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