วิธีการใช้และการเตรียมผงเงินพิสิฐ
เงินเป็นองค์ประกอบทางเคมีและโลหะทรานซิชัน โดยธรรมชาติแล้วส่วนใหญ่จะมีอยู่ในรูปของแร่เงินผสม ในอุตสาหกรรม ตามการจำแนกขนาดอนุภาค ผงเงินสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้: ผงเงินละเอียด ผงเงินพิเศษ ผงเงินละเอียดพิเศษ และผงเงินนาโน ตามสัณฐานวิทยาของผงเงินชั้นเยี่ยม มันสามารถแบ่งออกเป็นผงเงินทรงกลมและผงเงินเกล็ด
คุณสมบัติทางกายภาพของเงิน
คุณสมบัติทางกายภาพ | ค่าตัวเลข | คุณสมบัติทางกายภาพ | ค่าตัวเลข |
สูตรเคมี | Ag | ความร้อนของการกลายเป็นไอ | 150.58KJ/mol |
เลขอะตอม | 47 | ความร้อนของฟิวชั่น | 11.3KJ/mol |
โครงสร้างคริสตัล | ใบหน้าตรงกลางลูกบาศก์ (fcc) | ความจุความร้อนจำเพาะ | 232KJ/(Kg·K) |
ค่าคงที่แลตทิส a | 0.40362nm | การสะท้อนแสง | 0.91 |
มวลอะตอมสัมพัทธ์ | 107.88 | การนำไฟฟ้า | 6.301×107S/m |
รัศมีอะตอม | 0.144nm | การนำความร้อน | 429W/(m·K) |
โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก | 4d105s1 | ความแข็งของโมห์ | 2.5 |
สถานะออกซิเดชันหลัก | +1,+2,+3 | ความแข็งของวิคเกอร์ | 251MPa |
พลังงานไอออไนซ์แรก | 7.567 eV | ความแข็งบริเนล | 24.SHB Mpa |
อิเล็กโตรเนกาติวิตี | 1.93 | ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว (25℃) | 18.9μm/(m-K) |
ละลายน้ำได้ | ไม่ละลายในน้ำ | โมดูลัสของยัง | 83Gpa |
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ (น้ำ = 1) | 10.49 | โมดูลัสเฉือน | 30Gpa |
จุดหลอมเหลว | 961.93 ℃ | โมดูลัสจำนวนมาก | 100Gpa |
จุดเดือด | 222.12℃ | อัตราส่วนของปัวซอง | 0.37 |
เงินยังมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีและมีเสถียรภาพทางเคมี เนื่องจากความแตกต่างในสัณฐานวิทยาและขนาดอนุภาคของผงเงิน ultrafine การจัดเรียงอะตอมของพื้นผิวของโครงสร้างผลึกจึงเปลี่ยนแปลงไปตามนั้น ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวจำนวนมาก ทำให้วัสดุไม่อิ่มตัวและใช้งานทางเคมี และมีลักษณะพิเศษ: ขนาดเล็ก ควอนตัม ผล และผลอุโมงค์ควอนตัมมหภาค ผลกระทบพื้นผิว
ในขั้นตอนการนำไฟฟ้า ผงเงินถูกใช้ในขนมเปียกอิเล็กทรอนิกส์ และคุณสมบัติของมันจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของน้ำพริกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวางเงินด้านหน้าของเซลล์แสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพการใช้งานขึ้นอยู่กับผงเงินที่ใช้เป็นส่วนใหญ่ ธรรมชาติ.
การกระจายตัวของผงเงินมีอิทธิพลสำคัญต่อการพิมพ์และการเผาผนึกสีเงินด้านหน้าและการนำไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ขนาดอนุภาคของผงเงินจะส่งผลต่อความหนาแน่นของก๊อก ซึ่งส่งผลต่อความแน่นของแป้งเงินหลังจากการเผาผนึก สัณฐานวิทยาของผงเงินจะส่งผลต่อพื้นที่ผิวจำเพาะ อนุภาคที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะมากจะมีพลังงานที่พื้นผิวกว้างมากและอยู่ในสถานะที่ไม่เสถียร พวกมันมักจะหดตัวระหว่างการเผาผนึก ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเพสต์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
การใช้ผงเงินพิสิฐ
- การประยุกต์ใช้ในเลนส์
แผ่นแปะไวแสงที่เตรียมโดยการผสมเรซินไวแสงกับผงเงินละเอียดพิเศษเป็นฟังก์ชันนำไฟฟ้าถูกพิมพ์ลงบนมาสเตอร์เพลท หลังจากการสัมผัสและการแกะสลัก รูปแบบอิเล็กโทรดจะต่อเนื่อง ความกว้างของเส้นสม่ำเสมอ และขอบเป็นแนวตรง มันถูกใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดของจอพลาสม่า ในการเตรียมการ
- การประยุกต์ใช้ในด้านการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า
ผงเงินเนื้อละเอียดพิเศษมีค่าการนำไฟฟ้าสูง ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า มันสามารถสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายกลับไปยังพื้นที่เดิม จึงเล่นบทบาทของการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน เนื่องจากผงเงินเนื้อละเอียดพิเศษมีค่าการนำไฟฟ้าสูง การซึมผ่านของแม่เหล็กจึงค่อนข้างต่ำ ดังนั้น เอฟเฟกต์การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าของผงเงิน ultrafine จึงเหมาะสำหรับสนามแม่เหล็กความถี่สูง แต่ไม่ใช่สำหรับสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำที่มีผลป้องกันหลักคือการสูญเสียการดูดกลืน
- การประยุกต์ใช้ในด้านชีวการแพทย์
ผงเงินละเอียดพิเศษมีความสามารถในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบของ Ag+ ขนาดเล็กในสารละลายและผงเงินละเอียดระดับนาโนเมตร กิจกรรมทางเคมีที่สูงสามารถทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของไวรัส และทำให้บางกลุ่มในไวรัส DNA สูญเสียกิจกรรม ยับยั้งการสืบพันธุ์ของไวรัสเพื่อให้บรรลุผลการฆ่าเชื้อ
- การประยุกต์ใช้ในด้านตัวเร่งปฏิกิริยา
สำหรับซิลเวอร์นาโน สาระสำคัญของกระบวนการเร่งปฏิกิริยาคือการดูดซับและการคายออกซิเจนของออกซิเจนด้วยเงิน ซึ่งสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านยาและสารเคมีสำหรับอีพอกซิเดชันของโอเลฟินส์ และด้านตัวเร่งปฏิกิริยาเงินที่รองรับสำหรับการคัดเลือก การเกิดออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ เขตข้อมูลของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการลด NOX ที่ปล่อยออกมาจากไอเสียรถยนต์เพื่อสร้างไนโตรเจน เขตข้อมูลของเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการเลือกออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์และเขตข้อมูลการบำบัดมลพิษสิ่งแวดล้อม
- การประยุกต์ใช้ในด้านการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
วัสดุแคโทดของเซลล์แสงอาทิตย์มักจะประกอบด้วยเพสต์เงินนำไฟฟ้าซึ่งเตรียมจากผงเงินทรงกลมขนาดไมครอน แผ่นเงินนำไฟฟ้าพิมพ์สกรีนและติดเข้ากับแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนผลึกแสงอาทิตย์เพื่อสร้างกริด (แอโนด) ผ่านการเผาผนึกที่มีความชื้นสูง ซึ่งสามารถแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้
- การใช้งานในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์
เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูงและการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม ผงเงิน ultrafine จึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นสื่อนำไฟฟ้าและสื่อส่ง และน้ำพริกอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ฯลฯ สำหรับการพัฒนารุ่นใหม่ High – ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพ การใช้คุณสมบัติควอนตัมของเส้นลวดนาโนสีเงิน สามารถใช้เป็นลวดเชื่อมต่อสำหรับอุปกรณ์ระดับนาโน เพื่อตอบสนองความต้องการของลวดเชื่อมต่อสำหรับพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก และการวางแนวที่สม่ำเสมอ
- การใช้งานในด้านอื่นๆ
เนื่องจากมีการนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ผงเงินเนื้อละเอียดพิเศษจึงถูกนำมาใช้ในสายไฟต้านทานความร้อนที่ละลายน้ำแข็งที่กระจกหน้ารถ ฯลฯ ผงนาโนซิลเวอร์สามารถส่งเสริมการซ่อมแซมเซลล์และมักใช้ในด้านการฟื้นฟูสมรรถภาพหลังการผ่าตัด
วิธีการเตรียมผงเงินพิสิฐ
วิธีการเตรียมผงเงินละเอียดพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการเตรียมทางกายภาพและวิธีการเตรียมสารเคมี วิธีการทางกายภาพรวมถึงการกัดลูกด้วยกลไก การระเหยและการควบแน่น พลาสม่าอาร์คกระแสตรง การระเหยด้วยเลเซอร์ และการทำให้เป็นละออง วิธีการทางเคมีรวมถึงวิธีโซโนเคมี วิธีอิเล็กโทรลิซิส วิธีลดเคมีในเฟสของเหลว วิธีการสลายตัวด้วยความร้อนแบบสเปรย์ และวิธีการแปลงการตกตะกอนในเฟสของเหลว
ข้อดีและข้อเสียของวิธีการทางกายภาพต่างๆ ในการผลิตผงเงินที่ละเอียดมาก
วิธีการเตรียมกายภาพ | ข้อดี | ข้อเสีย |
การกัดลูกกล | กระบวนการง่าย ต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ | การกระจายขนาดอนุภาคกว้าง ประสิทธิภาพไม่สม่ำเสมอ ประสิทธิภาพต่ำ |
วิธีการควบแน่นแบบระเหย | ผงเงินมีความบริสุทธิ์สูง ขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ และมีความเป็นผลึกที่ดี | ความต้องการอุปกรณ์สูง ยากสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรม |
เลเซอร์ระเหย | ขั้นตอนง่าย ๆ ความบริสุทธิ์ของผงเงินสูงและความเสถียรดี | ค่าใช้จ่ายสูง |
การทำให้เป็นละออง | ผงเงินมีความบริสุทธิ์สูงและมีความเป็นผลึกที่ดี | จำกัดด้วยอุปกรณ์ สามารถผลิตผงเงินระดับไมครอนได้เท่านั้น |
วิธี DC arc plasma | ผงเงินบริสุทธิ์สูง ผงเงินบริสุทธิ์สูง | การกระจายขนาดอนุภาคกว้าง ความต้องการอุปกรณ์สูง การลงทุนสูง |
ข้อดีและข้อเสียของวิธีการทางเคมีแบบต่างๆ ในการเตรียมผงเงินละเอียดมาก
วิธีการเตรียมสารเคมี | ข้อดี | ข้อเสีย |
การลดสารเคมีในเฟสของเหลว | กระบวนการนี้ง่าย ราคาของวัตถุดิบต่ำ ใช้พลังงานน้อย พารามิเตอร์ควบคุมได้ง่าย และเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ | ความยากลำบากในการปรับปรุงกระบวนการ |
สเปรย์ไพโรไลซิส | ขั้นตอนง่ายๆ ประสิทธิภาพการผลิตสูง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม | การกระจายขนาดอนุภาคกว้าง |
อิเล็กโทรไลซิส | อุปกรณ์กระบวนการง่าย ความบริสุทธิ์ของผงเงินสูงและความต้องการเนื้อหาเงินของวัตถุดิบต่ำ | ใช้พลังงานในกระบวนการสูง ต้นทุนการผลิตสูง |
วิธีไมโครอิมัลชัน | ผงเงินมีการกระจายตัวที่ดีและสามารถควบคุมขนาดอนุภาคได้อย่างแม่นยำ | ความยากลำบากในการแยกของแข็ง-ของเหลว |
เนื่องจากวิธีการลดสารเคมีในเฟสของเหลวมีข้อดีของกระบวนการง่าย ๆ ราคาวัตถุดิบต่ำ ใช้พลังงานต่ำ ควบคุมพารามิเตอร์ได้ง่าย และเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ผงเงิน ultrafine อุตสาหกรรมในปัจจุบันส่วนใหญ่เตรียม โดยของเหลว- วิธีการลดสารเคมีในเฟส
ในขั้นตอนการเตรียมผงเงิน ultrafine โดยวิธีการลดสารเคมีในของเหลวเฟส ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพของผงเงิน ultrafine คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น ชนิดของตัวรีดิวซ์ อุณหภูมิของปฏิกิริยา ชนิดของสารช่วยกระจายตัว และ pH ค่าของระบบปฏิกิริยา
ขณะที่การใช้ผงเงินในพลังงานแสงอาทิตย์ Internet of Things และอุตสาหกรรมอื่นๆ ยังคงเพิ่มขึ้น ตำแหน่งและบทบาทของผงเงินในฐานะวัสดุสนับสนุนสำหรับอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และแนวโน้มการบริโภคในวงกว้าง
ที่มาของบทความ: China Powder Network