说到黄金,我们往往会想到金手镯、金链子、金条等 。事实上,黄金除了用作首饰和货币外,还是工业和高科技行业不可或缺的材料,比如智能手机中的很多零部件 。
那么,黄金在工业上主要有哪些应用呢?为什么说它有很大的科技价值?
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01、黄金的特性
金(Au)是一种贵金属,因其形成条件苛刻,在地球上含量较低而显得珍贵 。金的密度为19.3克/厘米(20℃时),硬度较低 。可以用指甲刮,有金属光泽,装饰效果好 。黄金的熔点超过1000℃,沸点达到2808℃ 。
黄金的化学性质非常稳定,耐酸碱腐蚀(通常只溶于王水),加热到高温也不会变色或氧化 。
此外,它还具有优异的导电性、导热性和延展性 。一盎司(黄金的国际计量单位,约28克)的黄金可以被拉成几万米长的细丝,可以被拉薄成厚度只有微米的金箔 。正因为黄金的这些物理化学性质,它被广泛应用于珠宝加工、电子、化工、医药等领域 。
02,电子器件的理想材料 。
现代生活离不开各种电子产品 。手机、电脑已经成为很多人的“必需品” 。这些精密的电子设备由大量的电子元件和电路板组装而成,这些电子元件和电路板由无数的电线、连接器、焊点和开关连接在一起 。
这就要求使用导电性好的金属材料,以及尽可能保证电压的稳定性,减少电流流动的阻碍 。黄金成为了一个很好的选择,在保证电子设备的可靠性方面起着非常重要的作用 。
首先不得不提“电子产品之母”——印刷电路板 。电路板上有许多细铜线 。铜焊点在空气体中容易氧化,会造成接触不良,影响电路板的性能 。因此,在铜的表面经常使用镀金作为保护层 。另外,电路板长时间浸泡在蚀刻液中,铜线可能会脱落,而金镀层具有极其细小的孔隙,可以保护金属零件不受腐蚀 。
在插入配套连接器的电路板边缘,还会看到许多呈手指形状排列的金色触点,因其表面镀金而被称为“金手指” 。
金手指的主要作用是信号连接和传导,所以要有良好的导电性、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性 。因为纯金在摩擦接触中会磨损速度很快,所以金手指的“金”一般是金的化合物 。
在开关中,黄金的身影也很常见 。
以继电器(自动电气开关的一种)为例,触点之间的接触电阻直接影响触点的使用寿命,尤其是小型继电器,由于控制电流和接触面较小,导电性能尤为重要,所以会在接触面镀金 。
黄金增加了电子元件的导电性,可以承载非常低的电压,并使接触点的电阻最小化,在小电流和低电势的极端情况下也非常可靠 。此外,与铂或钯不同,金不会催化有机蒸气的分解,从而避免在金属接触表面上形成导电性差的有机聚合物膜 。
但是,黄金的柔软性使得它很容易被灰尘颗粒和异物损坏 。即使在稍微紧密接触的情况下,也很容易嵌入灰尘颗粒,这可能会干扰元件之间的良好接触 。为了克服这一缺点,合金化技术被广泛应用 。
随着电子产品的快速发展,人们要求产品“更薄”,这使得电子设备的尺寸越来越小 。在空的有限空间内,如果要连接元件,导线的直径会更小 。对于一些超细螺距来说,如果用铜、铝等金属制作线材,容易断裂,而黄金延展性极好,可以拉制成超细金丝,但仍保持其性质 。
03、黄金领域的太空
前面我们提到过,黄金在金属中延展性最好,做成极薄的薄膜(只有几个分子厚)会有特殊用途 。
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