自然资源科普与文化, 2022, 30(1): 14-17 doi:

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银光闪烁 众里寻“她”

文图/江彪, 王登红, 沙俊生

第一作者单位/中国地质科学院矿产资源研究所

责任编辑: 陈慧

基金资助: 中国地质调查局“中国矿产地质志”.  DD20160346
中国地质调查局“中国矿产地质志”.  DD20190379

作者简介 About authors

江彪,博士,副研究员,《中国矿产地质志·银矿卷》主编,主要从事银矿及相关矿产资源的研究工作。

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文图/江彪, 王登红, 沙俊生. 银光闪烁 众里寻“她”. 自然资源科普与文化[J], 2022, 30(1): 14-17 doi:

> 银 图片来源:Veer图片库


“天上明河银作水,海中仙树玉为林”“遥望洞庭山水色,白银盘里一青螺”“山舞银蛇,原驰蜡象,欲与天公试比高”······银是人类较早发现和使用的金属之一,象征着纯洁和美丽,自古以来被视作“金属中的贵族”,因此也广受文人墨客的青睐,文学作品中与银有关的词句数不胜数。银为何会如此受欢迎?有着怎样的身世之谜?在科技发展日新月异,各种金属新材料“你方唱罢我登场”的“百金争鸣”的信息时代,银又如何脱颖而出呢?

古老而高贵的美丽金属

尽管人类历史上的各种文明发源时间不同,地点各异,但在各自的演化进程中几乎无一例外都有银的身影,而且可以追溯到遥远的古代。银的拉丁文名称“argentum”意为白色;英文名称“silver”为光明之意,来自日耳曼语系的哥特语。银的元素符号为“Ag”,来自拉丁文字头缩写。在炼金术和占星术用语中,银叫“Luna”或者“Diana”,而Luna是罗马神话中的“月神”或者“月亮”;Diana(狄安娜)则是罗马神话中的“月亮和狩猎女神”。在玛雅文明中,白银被称为“月亮的眼泪”,秘鲁古印加人也称银为“月亮的泪珠”。在古埃及文明中,神被认为具有黄金之肤和白银之骨。在中国的古汉字中,“银”字源解析本义为银子,“银,白金也”。该字左边为“金”,说明银属于金属;右边为“艮”,可用来表示字音,是形声字。同时,“艮”有相视、不相上下等意思,这里是说黄金和白银都属于贵金属,两者不相上下,并称金银。记录大禹治水时调查全国各地山川地形和物产而写成的《尚书·禹贡》有载:“厥贡惟金三品”。据孔传:“‘三品’金、银、铜也”。书中还记载,扬州要进贡“金三品”,说明4 000多年前的江浙一带已经生产银了,显然,中国发现银的时间应该更早。银的形象更多的是与月亮或者水联系在一起。古人用银色形容月光,用“银盘”形容满月,用“银河”指代横跨星空的一条乳白色亮带。让人在仰望星空时,引发无限美丽遐想,甚至连浩瀚无垠的“银河系”也以银冠名。银为何如此高贵而美丽?它在人类社会中长盛不衰的特殊地位,又得益于哪些不同寻常的特质呢?

耀眼品质

贵金属位于元素周期表第五周期和第六周期的Ⅷ族和IB族中,包括钌、铑、钯、锇、铱、铂、金和银,是一组性质特殊的金属元素。在元素周期表中,银处在第二长周期的IB族中,或者说在第二长周期Ⅷ族元素的延长线上。它既处在IB族中从铜到金的过渡位置,也处在由贱金属到贵金属、由主族元素到副族元素的过渡位置。银的许多物理性质正显示了这种“过渡性”特征。银的主要物理性质有“五高”与“五低”,即高的超热中子吸收能力、高电导率、高热导率、高可见光反射率和高塑性以及低热中子吸收能力、低力学强度、低加工硬化率、低再结晶温度和低回复软化温度。银在所有金属中,具有最好的导电性、导热性和最高的反射性能,同时也是延展性第二好的金属(仅次于金)。银属于化学性质相对稳定的元素,其化学性质和物理性质一样,也表现出“过渡性”特征,因此比同一族的铜差。银在室温下不与氧或水作用,即使在高温下也不与氢、氮或碳作用。银与卤素反应较慢,但对硫的亲和作用较强,即便是在室温下的空气中,硫化氢也能与银迅速反应生成硫化银,导致银的表面变黑,这就是为什么银制品放置时间较长后表面发黑的原因。银易溶于硝酸生成硝酸银,也易溶于热的浓硫酸生成硫酸银,但有趣的是,能溶解掉包括金在内的绝大部分金属的王水,却奈何不了银,因为王水能使银表面生成氯化银薄膜而阻止反应的继续进行。

昔日荣光

银在地壳中的含量比铜少却又比金多,加上它质地柔软、便于分割和铸造,在人类社会中长期充当着高级饰品和货币流通于世,是权力和财富的象征。白银在古代社会中,被上层社会的贵族阶层当作餐饮用具、首饰及一切能象征权力和富贵的物品。由于银矿石的冶炼要比河里淘金困难得多,在冶炼技术不发达的遥远古代,甚至出现过银比金价值更高的时期。古代阿拉伯部落里就曾出现过两份黄金换一份白银的历史,大约在公元前1780—公元前1580年间,古埃及法典中规定银的价值是金的两倍。直至17世纪,日本的银和金还是等值的。在世界多地,白银都是身份地位的象征。埃及第22王朝的舍松契二世的整个灵柩都是银制的,以色列所罗门王神殿中使用了约5吨白银,银器也是古罗马贵族盛宴上不可或缺的器物。白银在中国更是代表了好运和吉祥,在王公贵族中的流行自不必说,即便是在普通百姓生活中,有辟邪或护身寓意的银手镯或银锁至今也已流行了几百年。勤劳智慧的中国人民向往幸福美好的生活,而纯洁美丽高贵的银自然成为了富贵优渥的“代言人”。我们常用“穿金戴银”来形容一个人的奢华生活,元代高明《琵琶记·中秋望月》中则有“丹桂飘香清思爽,人在瑶台银阙”的词句,以银阙指代仙家宫殿,“瑶台银阙”也演变为了成语。我国与银有关的成语达30多个,多是形容富丽堂皇或者寓意好的,如“银瓶金屋”“珠箔银屏”“怀银纡紫”“金紫银青”“火树银花”,等等。直到今天,我国西南地区少数民族,尤其是苗族女性仍将银饰作为必备之物,盛大节日时必佩银饰,铸就了银饰艺术的璀璨华章。

> 银饰 图片来源:Veer图片库


白银在世界各地充当货币功能已有数千年的历史。早在4 000年前,古希腊就铸造了大量银币,最著名的银币当属雅典铸造的“猫头鹰银币”,含银量高达98%。当时,雅典人在希波战争前不久,幸运地在阿提卡的爱琴海边发现了劳里昂(Laurion)大型银矿,并用来铸造了品质精良的“猫头鹰银币”,在所有市场上均可通用。最重要的是,希腊人获得劳里昂银矿这笔财富后决定建立海军,并建造了200余艘最新式的三层划桨战舰,是当时希腊世界战舰总数的一半以上。战争期间,雅典凭借强大的海军舰队,一跃成为海上帝国。在我国,尽管西汉时期就铸有白银币,但仅用于赏赐而非货币流通。白银自唐代以后才逐渐显示出某些货币功能。到了南宋,官方开始用白银给官兵发放薪饷,白银的货币功能愈加彰显。1197年(金章宗承安二年)1月,官方铸行的“承安宝货”银币是自汉武帝铸行白银币以来,中国历史上第一次正式铸造的银铸币,也是自王莽以后第一次以银为法定货币。1436年,明王朝宣布解除交易用白银的禁令,开始了白银逐渐成为主要流通货币的过程。中华人民共和国成立以后,银元由中国人民银行按规定比价收兑,至此,才停止了银元的流通。据考古学家考证,我国最早的货币是贝币。古印度也曾用贝作币。马克思曾说,“金银天然不是货币,货币天然是金银”。所以,银既不是天然被当作货币,更不是永久充当货币。其实,除了众所周知的饰品和货币功能外,古人还用银针验毒,用银制器皿存储食物,甚至早在唐朝,我国就有用银汞膏补牙的记载,说明银还被智慧的先民应用于保健和医疗领域。银虽然仍有投资属性,但早已不作为货币流通。银作为饰品和器具等功能虽不容小觑,但进入现代工业化时代以来,其回归材料的属性已日益明显。

> 现代工艺银器具 沙俊生/摄


华丽转身

尽管21世纪以来,数码相机取代了传统的胶片相机,使得银在摄影领域的应用一落千丈,但随着高新科技的发展,银在工业、农业、国防、医药,特别是在电子以及其他高科技领域方面,仍是不可缺少或取代的关键性原材料,而且其重要性日益凸显。目前银价主要受其金融属性支撑,在未来的几年里,白银的工业属性将继续确保其实物需求(尤其是在目前投资周期衰减后)。银在我们的日常生活用品中无处不在,例如,利用银的高反射性能,玻璃表面镀银制成的银镜广泛应用于家具、工艺品、装饰装修、浴室镜、化妆镜、光学镜,以及汽车后视镜,等等。由于银的卓越抗菌性,含有银离子的医用敷料和纱布已经十分普及。在科技发展日新月异的现代社会,银合金复合材料、银基系列电接触材料、银币与银饰品、银合金钎料、能源工业银材、银和银合金系列浆料、银盐感光材料、银的低维材料、电镀银与化学镀银、固态照明、射频识别技术、催化剂及抗微生物剂等材料和高科技行业中,银正在被广泛应用于电子、可再生能源,以及医药卫生等工业主要领域。

银合金钎料应用非常广泛,几乎可以钎焊所有有色金属(除铝镁合金)、钢、不锈钢、难熔金属、高温合金、可伐合金、硬质合金、陶瓷制品、石墨制品等;应用领域涉及空调与冰箱、电气装备、电子元器件、汽车、摩托车与内燃机、造船工业、航空与航天飞行器与发动机、牙科材料、金银饰品与器件等重要工业领域以及高新技术领域。在能源领域,银—锌电池广泛应用在智能手机、笔记本电脑等产品中。目前,银在电池领域中的应用增长势头强劲。在这类产品中,材料的性能是占第一位的,银的优异性能弥补其价格昂贵这一缺点。银—锌电池未来也有望应用于电动汽车中,尽管这一应用最终发展成为用量可观的终端消费品还需假以时日。此外,光伏电池被认为是安全、节能、环保的未来发电产品,光伏产业正在以指数级的速度增长,将成为未来白银工业的主要需求。

鉴于银的卓越导电和延展性能等优良特性,银和银合金系列浆料就成了集成电路中的厚 膜导体关键性材料,除用于集成电路之外,还广泛用于膜片挠性电路和作其他许多特殊用途。固态照明比传统的照明方式更加经济,且具有更高的能量利用率,照明系统中的电极主要是用银制成,未来银在照明领域中的应用前景十分光明。银还可用于射频识别技术(IFRD)中含银油墨的打印标签。含银油墨从硝酸银中制取,射频识别技术的标签可用来跟踪商品目录或代替条形码,且与条形码相比,可以存储更多的数据信息。他们的角色其实就是将标签(通常储存在芯片中)上的数据信息通过一个触角传送给阅读器。银可用于这种触角中,在芯片和标签之间形成牢固的连接键。目前,纳米银油墨已经得到了商业应用。与厚膜白银浆料相比,白银导电油墨可以提供更好的清晰度,提高产品性能,以及减少原料消耗,这就打开了白银浆料不可涉及的庞大市场。根据产业估算,到2025年将达到3 000亿美元。

> 含银挠性线路板又称柔性印制电路板===图片来源:Veer图片库


银在人类文明进程中扮演着重要角色,进入21世纪以来,白银除了投资属性和饰品等功能外,已在高科技新兴产业领域化身为不可或缺的贵金属新材料。可以说,银已经完成了从最初的饰品、货币到工业及高新技术新材料角色的华丽转身,可谓前景光明。以白银为新材料的大规模工业化生产的帷幕正在徐徐拉开,银将会以崭新的身份和华丽的姿态,渗透到我们生活的方方面面。

参考文献

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