מתכות

השימושים הרבים של הכסף



מאת אמילי קלייר פרה

שימושים בכסף: מבחינה היסטורית, נעשה שימוש בכסף במטבעות, כלי כסף ותכשיטים, אולם כיום השימושים הללו מהווים פחות ממחצית מכל צריכת הכסף. הכסף הפך לחומר של חדשנות המופיע במקומות רבים ובלתי צפויים. תמונות

המתכת הלבנה

לסילבר, המתכת הלבנה, יש מוניטין מפואר לשימושו בתכשיטים ובמטבעות, אולם כיום השימוש העיקרי בכסף הוא תעשייתי. בין אם מדובר בטלפונים סלולריים ובין אם מדובר בפאנלים סולאריים, כל הזמן מתעוררים חידושים חדשים המנצלים את התכונות הייחודיות של הכסף.

כסף הוא מתכת יקרה מכיוון שהיא נדירה ובעלת ערך, והיא מתכת אצילה מכיוון שהיא מתנגדת בפני קורוזיה וחמצון, אם כי לא כמו זהב. מכיוון שזהו המוליך התרמי והחשמלי הטוב ביותר של כל המתכות, כסף הוא אידיאלי ליישומים חשמליים. התכונות האנטי-מיקרוביאליות והלא רעילות שלו הופכות אותו לשימושי ברפואה ומוצרי צריכה. הברק הגבוה וההשתקפות שלו הופכים אותו למושלם לתכשיטים, כלי כסף ומראות. גמישותו המאפשרת לשטוח אותו לסדינים, ואת משיכותו, המאפשרת למשוך אותו לחוט דק וגמיש, הופכים אותו לבחירה הטובה ביותר ליישומים תעשייתיים רבים. בינתיים הרגישות לצילום שלה הקנתה לו מקום בצילומי קולנוע.

מכיוון שהוא שופע יותר, כסף הרבה פחות יקר מזהב. ניתן לטחון כסף לאבקה, להפוך לעיסה, להתגלח לפתיתים, להמיר למלח, עם סגסוגת מתכות אחרות, לשטח ליריעות להדפסה, נמשך לחוטים, מושעה כקולואיד, או אפילו משמש כזרז. תכונות אלה מבטיחות כי הכסף ימשיך להאיר בזירה התעשייתית, בעוד שההיסטוריה הארוכה שלו במטבעות ותכשיטים תשמור על מעמדה כסמל לעושר ויוקרה.

משחת כסף באלקטרוניקה: אלקטרוניקה מודפסת כמו תגי RFID מסתמכים על משחת כסף.

שימושים בכסף בארה"ב: הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית טבל את כמות הכסף המשמשת בארצות הברית לפי קטגוריות שימוש. נתונים אלה מוצגים בתרשים לעיל. הקטגוריה "אחר" מהווה כמעט רבע מהכסף שמשמש ומשתמש במאות שימושים שונים. רבים מאלה מתוארים להלן.

שימושים בכסף באלקטרוניקה

השימוש במספר הכסף בתעשייה הוא בתחום האלקטרוניקה. המוליכות התרמית והחשמלית הבלתי פוסקת של כסף בקרב מתכות פירושה שלא ניתן בקלות להחליף אותה בחומרים יקרים יותר.

לדוגמה, כמויות קטנות של כסף משמשות כמגעים במתגי חשמל: הצטרף למגעים, והמתג פועל; הפרד אותם והמתג כבוי. בין אם מדליקים תאורת חדר שינה באמצעות מתג קונבנציונאלי ובין אם מדליקים מיקרוגל באמצעות מתג ממברנה, התוצאה זהה: הזרם יכול לעבור דרכו רק כאשר מחברים את המגעים. מכוניות מלאות באנשי קשר השולטים בתכונות אלקטרוניות, וכך גם מכשירי צריכה. מתגי חוזק תעשייתי משתמשים גם בכסף.

איך כסף מגיע מהארץ למכשירים האלקטרוניים האלה? כסף מגיע ממכרות כסף או ממכרות עופרת ואבץ מהם הכסף הוא תוצר לוואי. התכה וזיקוק מוציאים כסף מהעפרה. לאחר מכן, הכסף מעוצב בדרך כלל לסורגים או דגנים. מוצרי אלקטרוניקה דורשים כסף מהטוהר הגבוה ביותר: 99.99% טהור, הידוע גם כגמישות של 999.9.

המסת כסף טהור בחומצה חנקתית מייצרת חנקתי כסף, שיכול להיווצר לאבקה או פתיתים. חומר זה, בתורו, ניתן לייצר למגעים או משחות כסף, כמו משחה מוליכת המיוצרת בסגסוגת פלדיום כסופה.

קשורים: הגיאולוגיה של הכסף

להדבק כסף יש שימושים רבים, כמו מתג הממברנה שכבר הוזכר וההפשרה האחורית במכוניות רבות. באלקטרוניקה, נתיבי מעגלים, כמו גם רכיבים פסיביים הנקראים קבלים קרמיים רב שכביים (MLCCs), מסתמכים על משחת כסף. אחד השימושים הצומחים במהירות ביותר להדבקה מכסף הוא בתאים פוטו-וולטאיים לייצור אנרגיה סולארית.

ננו-סילבר, כסף עם גודל חלקיקים קטן במיוחד (1-100 ננומטר, כלומר 1-100 מיליארדי המטר), מספק גבול חדש לחדשנות טכנולוגית, הדורש כמויות כסף קטנות בהרבה כדי לבצע את העבודה. אלקטרוניקה מודפסת עובדת באמצעות דיו מוליך ננו-סילבר. דוגמא אחת לאלקטרוניקה מודפסת היא האלקטרודה במבצר-על, שיכול לטעון ולפרוק שוב ושוב ובמהירות. שבירה רגנרטיבית היא חידוש רכב המאפשר לאחסן את האנרגיה הקינטית של רכב מאט במפעל-על לשימוש חוזר. תגי זיהוי תדרים רדיו (RFID) מציעים יישום רב עוצמה נוסף של אלקטרוניקה מודפסת. תגים אלה טובים יותר מברקודים למעקב אחר מלאי מכיוון שהם מאחסנים מידע רב יותר וניתן לקרוא אותם ממרחק גדול יותר, אפילו ללא קו ראייה ישיר.

לסילבר יש את מקומה גם בתחום האלקטרוניקה הצרכנית. מכשיר הטלוויזיה הפלזמה שלך עשוי להסתמך על כסף יותר מאשר רק על מתג ההפעלה אם הוא מכיל אלקטרודה כסופה שמטרתה לתת תמונה באיכות גבוהה יותר. דיודות פולטות אור (LED) משתמשות גם באלקטרודות כסף כדי לייצר אור ברמה נמוכה וחסכונית באנרגיה. בינתיים ל- DVD ו- CD שאתה מנגן יש כנראה שכבת הקלטה כסופה דקה.

יישום אלקטרוני נוסף של כסף נמצא בסוללות המעסיקות סגסוגות אבץ כסף או כסופות. סוללות קלות בעלות קיבולת גבוהה מתפקדות טוב יותר בטמפרטורה גבוהה מאשר סוללות אחרות. תחמוצת כסף משמשת בסוללות כפתורים המפעילות מצלמות ושעונים, כמו גם ביישומי תעופה וחלל והגנה. סוללות אבץ כסופות מציעות אלטרנטיבה לסוללות ליתיום למחשבים ניידים ומכוניות חשמליות.

בקצה הטכנולוגיה נמצאים מוליכי-על. סילבר הוא לא מוליך-על, אך כאשר הם משויכים לאחד, השניים יחד יכולים להעביר חשמל אפילו מהר יותר מאשר מוליך-העל בלבד. בטמפרטורות נמוכות מאוד, מוליכי-על נושאים חשמל ללא מעט התנגדות חשמלית. ניתן להשתמש בהם כדי לייצר אנרגיה מגנטית להפיכת מנועים או להנעה של רכבות ריחוף מגנטיות.

שלל היישומים של כסף באלקטרוניקה מציעים מבט נפתח לעין כיצד אחת המתכות המפורסמות ביותר בהיסטוריה הפכה לחומר חדשני של העתיד. בין היתר, בגלל התכונה הייחודית שיש לה את המוליכות התרמית והחשמלית הגבוהה ביותר של כל המתכות, כסף הוא לרוב חובה על פני חומרים אחרים ופחות יקרים.

כסף בלוחות סולאריים: אנשי קשר להדבקה מכסף יוצרים מוטות אוטובוס וקווי רשת השואבים זרם חשמלי ממשטח מוליכים למחצה של תא פוטו וולטאי.

שימושים בכסף באנרגיה

כאמור, משחת כסף משמשת לייצור פאנלים סולאריים. אנשי קשר להדביק כסף מודפסים על תאים פוטו-וולטאים לוכדים ונושאים זרם חשמלי. זרם זה מופק כאשר אנרגיה מהשמש משפיעה על שכבת המוליכים למחצה של התא. תאים פוטו-וולטאיים הם אחד השימושים הצומחים במהירות ביותר בכסף.

ההשתקפות של סילבר מעניקה לו תפקיד נוסף באנרגיה סולארית. הוא משקף אנרגיה סולארית לקולטים המשתמשים במלחים לייצור חשמל.

אנרגיה גרעינית משתמשת גם בכסף. המתכת הלבנה משמשת לרוב במוטות בקרה בכדי ללכוד נויטרונים ולהאט את קצב הביקוע בכורים גרעיניים. החדרת מוטות הבקרה לליבה הגרעינית מאיטה את התגובה, תוך הסרתם מזרזת אותה.

הלחמת כסף והלחמה: הלחמת כסף והלחמה מבטיחה חיבור הדוק בין צינורות מתכת.

שימושים בכסף בהלחמה והלחמה

הלחמה והלחמה עושות שימוש בכוח המתיחה הגבוה של הכסף ודיכאון ליצירת מפרקים בין שני חלקי מתכת. הלחמה מתבצעת בטמפרטורות מעל 600 מעלות צלזיוס ואילו ההלחמה מתבצעת בטמפרטורות הנמוכות מ- 600 מעלות צלזיוס. ניתן להשתמש בגרוטאות מכסף בהלחמה והלחמה מכיוון שתהליכים אלה אינם דורשים כסף טהור במיוחד. הלחמה והלחמה מייצרים מפרקים הדוקים לכל דבר, החל מאווררי חימום ומיזוג אוויר ועד אינסטלציה. תכונותיו האנטיבקטריאליות של סילבר ואי רעילותו לבני אדם הופכים אותו לתחליף נהדר לקשרים מבוססי עופרת בין צינורות מים.

חוט כסף: ניתן לארוג חוט כסוף ברשת מתכת ומשמש כזרז. כסף גרגירי מייצר גם זרז טוב.

שימושים בכסף בייצור כימי

סילבר משמש כזרז לייצור שני כימיקלים חשובים: תחמוצת אתילן ופורמלדהיד. תחמוצת אתילן משמשת לייצור פלסטיק מעוצב, כמו ידיות פלסטיק, ופלסטיק גמיש, כמו פוליאסטר. זהו גם מרכיב עיקרי נגד נוזל לרדיאטור. פורמלדהיד משמש לייצור פלסטיק ומוצקים שרפים וכציפוי מגן. הוא משמש גם כחומר חיטוי וחניטה. כזרז, כסף מגביר את מהירות התגובות מבלי להיסגר.

מטבעות כסף ובריון: מטבעות כסף הוטבעו במשך אלפי שנים. מטילי כסף הם עדיין בחירת השקעה פופולרית כיום.

קשור: השימושים הרבים בזהב

שימושים בכסף במטבעות והשקעות

באופן מסורתי, כסף שימש עם זהב כמתכת המשמשת במטבעות. כמתכת יקרה, כסף הוא נדיר ובעל ערך, מה שהופך אותו לחנות נוחה של עושר. בעבר אנשים צברו את עושרם בצורה של מטבעות כסף; כיום הם משקיעים במטילי כסף בדרגה השקעה. העובדה שכסף לא מתכתש ורק נמס בטמפרטורה גבוהה יחסית, פירושו שהוא יכול להחזיק מעמד, והעובדה שיש לו ברק גבוה הופכת אותו לאטרקטיבי. הכישלון שלו הופך כסף לבחירה טובה לעיצוב ומטבע מטבע מקומי.

בשפע גדול יותר, ולכן פחות יקר, מזהב, נעשה כסף נפוץ יותר כמטבע. הכרייה הוטבעה ושימשה במסחר באלפי שנים לפני הספירה ונכרתה לראשונה למטבעות כסף באזור הים התיכון מאות שנים לפני הספירה. עד המאה ה -20, מדינות רבות השתמשו בתקן כסף או זהב, וגיבו את ערך המטבע בנוכחות זהב או כסף באוצר. כיום מדינות משתמשות במתכות יקרות יותר, כמו נחושת וניקל, כדי לייצר מטבעות, והן משתמשות במטבע פיאט, בו הרגולציה הממשלתית שולטת בערך, במקום תקן זהב או כסף.

ובכל זאת, כסף שומר על ערכו כמצרך. אנשים רבים בוחרים להשקיע בכסף באמצעות מכשירים פיננסיים, כמו מניות וקרנות נאמנות, או על ידי רכישה ואחסון של 99.9% מטילי מטבעות כסף טהור, מטבעות או מדליונים. מדינות מייצרות מתישהו מטבעות במהדורת אספני כסף, אותם הם מוכרים לקונים במחיר העולה על שווי הכסף המשמש לייצור המטבע.

טבעות כסף: כסף, יקר ומבריק, מייצר תכשיטים יפהפיים וארוכי טווח.

שימושים בכסף בתכשיטים ובכלי כסף

תכשיטים וכלי כסף הם שני שימושים מסורתיים אחרים בכסף. גמישות, השתקפות וזוהר הופכים כסף לבחירה יפה. מכיוון שהוא כה רך, יש לסגס כסף עם מתכות בסיס, כמו נחושת, כמו במקרה של כסף סטרלינג (92.5% כסף, 7.5% נחושת). למרות שהוא מתנגד לחמצון וקורוזיה, כסף יכול להכתים, אך עם מעט לק הוא יכול להאיר לכל החיים. מכיוון שהוא פחות יקר מזהב, כסף הוא בחירה פופולרית לתכשיטים ותקן לאוכל משובח. מתכות בסיס מצופות כסף מציעות אלטרנטיבה פחות יקרה לכסף. כלים וצלחות מכסף עשויים ללוות כלי כסף, ולעתים קרובות אלה יכולים להיות יצירות אמנות מעוטרות. לדוגמה, פול רייבר (1734-1818), הידוע בעיקר בזכות נסיעתו בחצות הלילה עם תחילת המהפכה האמריקאית, היה צורף ממסחר, וחלק מיצירות האמנות שלו עדיין מוצגות במוזיאון לאמנות יפה בבוסטון.

כסף בסרט צילום: הליד כסף בסרט צילומי מגיב לאור, ומשאיר אחריו תמונה סמויה.

שימושים בכסף בצילום

הצילום היה אחד השימושים התעשייתיים העיקריים בכסף עד לעליית המדיה הדיגיטלית לאחרונה. צילום סרטים מסורתי נשען על רגישות האור של גבישים מהלידים כסופים שנמצאים בסרט. כאשר הסרט נחשף לאור, קריסטלי הליד הכסף משתנים להקליט תמונה סמויה שניתן לפתח לצילום. הדיוק של תהליך זה הופך אותו לשימושי לצילומי צילום, סרטים וצילומי רנטגן שאינם דיגיטליים.

אין להתבלבל בין הכסף המשמש בצילומי קולנוע לבין "מסך הכסף" של הקולנוע. ביטוי זה אינו מתייחס לכסף שבסרט עצמו, אלא למסך העדשה הכסוף שעליו הוקרנו סרטים מוקדמים.

כסף משמש במשחות: חלק מהמשחות מנצלות את התכונות האנטיבקטריאליות של הכסף כדי להגן על פצעים מפני זיהום.

שימושים בכסף ברפואה

יוני כסף פועלים כזרז על ידי ספיגת חמצן, ההורג חיידקים על ידי הפרעה לנשימה שלהם. תכונה אנטיביוטית זו, יחד עם אי רעילותה, העניקה לכסף תפקיד חיוני ברפואה במשך אלפי שנים. לפני שימוש נרחב באנטיביוטיקה, עטף נייר כסף סביב פצעים בכדי לעזור להם להחלים, ומתחמי כסף וחלבון כסף קולואידי נבלעו או הוחלו באופן מקומי כדי להילחם במחלות. כסף שימש גם בטיפות עיניים ובהיגיינת שיניים לריפוי ומניעה של זיהום.

בעוד הכסף אינו רעיל, צריכת חוזרים של כמויות קטנות של כסף לאורך זמן עלולה לגרום לארגיאיה. אצל אנשים הסובלים ממצב זה, כסף מצטבר ברקמת הגוף ומעניק לו מראה כחול-אפור כאשר הוא חשוף לשמש. בנוסף, בליעת כמויות גדולות של כסף יכולה להיות השפעה שלילית על הגוף. מסיבות אלה, הרופאים הרפואיים מתייאשים משימוש בכסף קולואידלי, מה שמוזיל טענות על ידי חלקם כי כסף קולואידלי הוא תוסף תזונה מרפא לכל.

כיום, נוכחותם של סופרגים עמידים לאנטיביוטיקה מגדילה את הביקוש לכסף בבתי חולים. כמויות קטנות של כסף יכולות לצפות משטחי בית חולים וציוד רפואי כדי למנוע התפשטות של פתוגנים. כסף בציוד כירורגי, התלבשות פצעים ומשחות מגן על פצעים מפני זיהום. סילפטדיאזין כסוף שימושי במיוחד לנפגעי כוויות מכיוון שהוא הורג חיידקים ובמקביל מאפשר לעור לצמוח מחדש. טיפולי יון כסוף יכולים לרפא דלקות בעצמות ולאפשר התחדשות של רקמות פגומות.

כסף בחלונות של גורדי שחקים: גורדי שחקים מודרניים רבים מכילים זכוכית חלון המצופה כסף בכדי לשקף אור שמש ולהפחית את עלויות מיזוג האוויר.

שימושים בכסף במראות ובזכוכית

כסף משתקף כמעט לחלוטין כשהוא מלוטש. מאז המאה ה -19 נוצרו מראות על ידי ציפוי של משטח זכוכית שקוף בשכבה דקה של כסף, אם כי מראות מודרניות משתמשות גם במתכות אחרות כמו אלומיניום. חלונות רבים של מבנים מודרניים מצופים בשכבה שקופה של כסף המשקפת אור שמש, ושומר על קירור הפנים בקיץ. במרחב האווירי, אריחים מצופים כסף מגנים על חלליות מהשמש.

מיסבי כדור מצופים כסף: מיסבי כדור מצופים כסף מפחיתים את החיכוך במנועים.

שימושים בכסף במנועים

מסבי המנוע מסתמכים על כסף. המיסב החזק ביותר מיוצר מפלדה שחושמלה מכסף. נקודת ההתכה הגבוהה של סילבר מאפשרת לעמוד בטמפרטורה הגבוהה של המנועים. הכסף פועל כמו חומר סיכה כדי להפחית את החיכוך בין מיסב הכדור לדיורו. בשל יכולתו לספוג חמצן, נחקר כסף כתחליף אפשרי לפלטינה כדי לזרז את חמצון החומר שנאסף במסנני מנועי דיזל.

פרסי כסף: כסף מסמל לעתים קרובות את המקום השני ומשמש במדליות ופרסים אחרים.

שימושים בכסף בפרסים

בשל מעמדו כמתכת יקרה, המדורגת במקום השני רק בזהב, כסף משמש לעתים קרובות כדי להעניק מקום שני. פרס הכסף המפורסם ביותר הוא מדליית הכסף האולימפית במקום השני. כסף מסמל גם כבוד, חיל והישג, וזו הסיבה שארגונים צבאיים רבים, מעסיקים, מועדונים ועמותות משתמשים בפרסי כסף או בצבע כסף בכדי לתת כבוד לאנשים על תרומתם.

מסנני כסף בכסף: ציפוי כסף מונע הצטברות חיידקים במערכות סינון מים על בסיס פחמן.

שימושים בכסף למים, מזון, היגיינה

תכונותיו האנטיבקטריאליות של סילבר מיושמות במשך אלפי שנים, הרבה לפני גילוי אורגניזמים חיידקים, מכיוון שידוע כי מיכלי כסף ומטבעות מונעים קלקול נוזלים. כיום ציפוי כסף מונע הצטברות חיידקים במסנני מים על בסיס פחמן, ואילו יוני כסף במערכות לטיהור מים נושאים חמצן המחמצן והורג חיידקים. יוני כסף-נחושת יכולים אפילו להחליף כלור מאכל בכדי לחטא את הבריכות והטנקים.

התכונות האנטי-מיקרוביאליות של כסף המועילות את השימוש בתרופות וטיהור מים מיושמות כעת במזון והיגיינה. ציפוי ננו-סילבר מוחל על אריזות מזון ומקררים. ומוצרי צריכה חדשים רבים, כמו מכונות כביסה, ביגוד ומוצרי היגיינה אישיים, מראים את היתרונות של כסף אנטיבקטריאלי.

האם ידעת? מרבית הכסף בעולם מיוצר כתוצר לוואי של כריית עופרת. הגלנה המינרלית (המוצגת לעיל) היא שילוב של עופרת וגופרית. עם זאת, כמות קטנה של כסף תחליף בדרך כלל עופרת במבנה הגביש של המינרל. במכרות גולנה רבים, ניתן למצוא מספיק גלנות בגלנה, שערך הכסף עולה בהרבה על ערך העופרת שנכרת. המציאות הכספית של הדברים היא שהיצע הכסף תלוי יותר בכמות העופרת שנכרתה ומחיר הכסף. דגימה ותצלום מאת ארקנסטון / www.iRocks.com.

הפניות כסף
1 כסף המתכת הכרחית: מכון הכסף, www.silverinstitute.org.
2 כסף: סיכומי סחורות מינרליות: הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית, www.usgs.gov.
3 כסף: ספר מינרלים: הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית, www.usgs.gov.

שימושים אחרים בכסף

קיימים שימושים מסורתיים אחרים בכסף. לדוגמא, כסף הוא מרכיב אחד באמלגם המשמש למילוי חללים דנטליים, אם כי גישה זו הוחלפה ברובה בחומרים אחרים בגלל נוכחותו של כספית רעילה באמלגם. כסף שימש גם לצלחת כלים, כמו חלילים.

כיום משתמשים בכסף לשימושים חדשים רבים. כסף הוא אחת האפשרויות הרבות להחלפת ארסן נחושת כרום רעיל כשומר עץ. דיו ננו-סילבר וציפויים על נייר מביאים את יכולתם למנוע התפשטות זיהום חיידקי. זכוכית מתכת מכסף, המיוצרת על ידי קירור כסף במהירות, מציעה חוזק עמיד המתנגד לעיוות. ניתן לנקות נוזלים יוניים על בסיס כסף, הנמצאים במצב נוזלי בטמפרטורת החדר, לניקוי מוצרי פסולת נפט. כסף בבד מאפשר למשתמשים במסכי מגע לשמור על כפפותיהם בזמן מזג אוויר קר.

נראה שיש בכסף שימושים רבים ככל שהדמיון האנושי יכול להתפתח. יצירות כסף מסורתיות, כמו תכשיטים וכלי כסף, נשענים על היצירתיות של אמנים. שימושים מודרניים תלויים במעלליהם היצירתיים של מדענים ומהנדסים כדי לעמוד בדרישות המשתנות של הצרכנים והתעשיות. בעוד שחלק מהשימושים עולים ויורדים, כמו שימוש בכסף בסרט צילומי, שימושים אחרים עשויים להמשיך לצמוח, כמו ייצור מתפתח של תאים פוטו-וולטאיים לאנרגיה סולארית. תכונותיו הייחודיות של סילבר, ובמיוחד המוליכות התרמית והחשמלית הגבוהה שלה, ההשתקפות שלה, ותכונותיו האנטיבקטריאליות, מקשות על החלפתן, כמו טבעת כסף יחידה מסוגה.