饰品银合金

饰品银合金（2）本节内容银合金的强化银合金的抗变色其它一些银合金银合金的强化固溶强化其他元素添加到Ag中，引起晶体点阵发生畸变，使Ag的机械性能明显提高。合金元素的与Ag的原子尺寸差越大，强化效果越明显。在银中添加Cu、Mg、Mn、Pb等，明显提高合金的强度。其实，具有一定固溶度的高价金属加入到低价面心立方金属种，都将使基体金属得到强化。稀土元素一般为3价，其原子半径比Ag的原子半径大20％以上。稀土加入Ag中强烈增大了合金的晶格畸变，因此，即使加入微量稀土，也会使固溶强化有明显的效果。石路等人研究了在Ag中加入微量的Ce、La、Y等，都能有效的强化银合金，而且含有稀土Y的合金显示了更好的强化效果。晶粒细化晶粒尺寸对材料的性能和产品的外观有重要影响。通常合金的屈服强度与晶粒直径的平方根成反比，合金的晶粒尺寸越细，则强度越高。此外，在首饰制作中，细晶粒合金可使用多种方法加工，改善首饰的耐疲劳性能，并可消除过早失效。在Ag中添加晶粒细化剂，旨在细化铸态合金的晶粒，或者在合金退火时防止晶粒长大。研究表明，Ni、Ti、Mg等金属都能起到细化晶粒的效果。稀土加入Ag及其合金中使晶粒细化体现在两个过程中：首先时在凝固过程中的细化晶粒作用。稀土加入增大成分过冷，使熔体中结晶前阵稀土溶质浓度增高，阻碍晶体长大。轻稀土在银中的固溶度比重稀土大，固而轻稀土元素比重稀土有更强的的细化晶粒作用，尤其是Eu。同时，由于稀土的化学性质活泼，能与大多数金属生成难熔金属间化合物，能与氧形成高熔点氧化物，在熔体中做为异质晶核，起到变质作用，细化晶粒。其次，在退火过程中稀土亦阻碍晶粒长大。文献指出，少量稀土(Ce、Y、La)存在增加了层错的数量，比较大的稀土原子钉轧了层错缺陷，有效地阻碍了再结晶晶粒地长大，使冷轧变形、再结晶退火后晶粒明显细化。时效强化人们很早就用Cu来改善Ag的性能，英国以925合金（Ag-7.5Cu）作为标准级合金达800多年，一直是唯一的货币和银产品用合金。SterlingSilver有极佳的时效硬化特性：此合金在800℃进行固溶热处理可产生良好的延展性，一旦将合金制成要求的形状后,便可在低温(200～250℃)下进行时效硬化以供使用。而且，随着Cu含量的增大，在时效时不仅时效速度明显加快，而且最高硬度值也增加。Ag-Al系合金在低温下是μ相，是一种复杂有序立方结构，有高的硬度，Ag-10at％Al在150℃时效90min可获得最佳的时效效果，硬度可达3000MPa。银的抗时效软化纯银具有优良的加工性能,纯银加工材制品具有白色光泽,高亮度且不易氧化,因此广泛应用于首饰、装饰品和橱具等,但是,银饰品制品也有两点不尽人意,其一纯银经过冷变形加工后,在常温存放数月以至数年,其机械强度和硬度均有明显下降,这种现象称作自然时效软化,经过试验发现这种软化程度取决于纯银冷变形量和杂质的含量。为防止银饰品材料的自然时效软化,人们研究了在银中添加铜、锆、钛、镍及稀土元素,很好的提高了银材的抗自然时效软化特性。在自然时效过程中，Ag的晶格逐步松弛，导致强度性质下降，亚晶长大，这正是纯Ag自然回复软化的根本原因。为了保持纯Ag的硬态机械性能，需要加入合金元素，尤其是具有一定固溶度的少量简单金属和过渡金属。由于杂质元素的加入，阻碍了位错运动而提高回复和再结晶所需要的驱动能，提高了再结晶温度，使材料不至自然回复和再结晶软化在银中添加Ni、Mg、Mn、Sb、Mo、Ti等金属，这些添加物，对银的固有特性没有显著影响，但又能提高硬度，并可防止由于时间增长而引起的强度下降。添加微量的Ti的Ag合金经过36％、50％变形，在50℃干燥箱内保存9O天之后，其强度和硬度没有降低。文献在Ag中加入添加微量Al和Mn的硬度和强度均有一定提高，而延伸率没有变化，而且强度和延伸率在0天~365天仍保持不变。此外，添加微量Sb、Mn和Mg等都可以有效的消除纯银的自然时效软化。在Ag-RE合金中，痕量稀土原子与空位相互作用或钉扎在位错线上，可使空位扩散速度降低和位错攀移困难，故晶体点缺陷消失和畸变晶格回复的速率降低，从而降低回复速率常数和提高回复激活能，表现为强的抗自然时效软化作用。大量研究表明，在Ag中添加Ce、Eu、Gd、Sm、Y等稀土元素，能显著地提高银合金的再结晶温度，增强了冷变形银合金制品的热稳定性，使之能较长期地保持冷变形首饰材料的力学性能。稀土元素对Ag的回复软化具有不同程度的抑制作用，其中Ce、Eu的抑制作用是很强的,而重稀土Gd的作用则甚小。银合金的抗变色银位于元素周期表中金和铜之间，化学性能稳定，在空气中即使加热也不易氧化。但是银合金容易变色，这严重影响了饰品的外观。银合金的变色主要是由于银易与硫反应形成黑色的硫化银。此外，饰品表面的硫酸盐、氯化物、氧化物、有机碳和碳酸盐等，都影响银合金的表明质量。总之，银的变色是普遍的现象，而且在腐蚀介质和水、硫及硫化物、氧气、光线的照射都会导致加剧银合金的表面变色光作为外加能源，可以促进金属离子化，因而可以加速银与腐蚀介质的反应，即加速银的变色反应。银盐仍是目前应用最广泛的感光材料。为什么银遇到毒会变黑在民间，银器能验毒的说法广为流传。早在宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中就有用银针验尸的记载。时至今日，还有些人常用银筷子来检验食物中是否有毒，存在着银器能验毒的传统观念，这也被当时法医检验引为准绳。银器果真能验毒吗？古人所指的毒，主要是指剧毒的砒霜，即三氧化二砷，古代的生产技术落后，致使砒霜里都伴有少量的硫和硫化物。其所含的硫与银接触，就可起化学反应，使银针的表面生成一层黑色的“硫化银”，到了现代，生产砒霜的技术比古代要进步得多，提炼很纯净，不再参有硫和硫化物。银金属化学性质很稳定，在通常的条件下不会与砒霜起反应。可见，古人用银器验毒是受到历史与科学限制的缘故。有的物品并不含毒，但却含许多硫，比如鸡蛋黄，银针插进去也会变黑。相反，有些是很毒的物品，但却不含硫，比如毒蕈、亚硝酸盐、农药、毒鼠药、氰化物等，银针与它们接触，也不会出现黑色反应。因此，银针不能鉴别毒物，更不能用来作为验毒的工具。银虽不能验毒，然而却能消毒。每升水中只要含有5000万分之一毫克的银离子，便可使水中大部分细菌致死。其原理是，银在水中可形成带正电荷的离子，能吸附水中细菌，并逐步进入细菌体内，使它的催化剂—脢系统封闭、失活，使细菌失去代谢能力而死亡。所以，用银作碗、筷使用于日常生活中仍是大有好处的。抗变色方法:表面改性对银合金表面进行处理是银合金抗变色的有效手段，其中铬酸盐钝化是银合金防护的常用方法，但由于铬有毒，明显不适用于饰品材料的抗变色处理。有研究者提出使用其它的物质对银合金表面进行钝化处理，取得了一些进展，由于表面处理过程增加了饰品生产过程的生产工序，同时当银合金表面的钝化层磨损掉后会导致饰品的抗变色性能的降低.合金化美国国家标准局通过系统研究，认为：除非与其他贵金属合金化外，没有别的方法可以完全防止形成银的硫化物。尽管如此，就如何提高银合金抗变色性能方面的研究一直在进行着，而且取得了一定的成果。添加贵金属对抗变色很有效，但却提高了银合金的成本。Davitz和Daniel提出：5％Pb、2％Cu和0.5％In或Zn。这里，Pb代替了Cu，提高了抗变色能力和颜色的稳定性，同时也改善了铸造性能，Cu和In降低脆性。ShimizuKazutaka等人推荐一种有利身体健康的银首饰，其成分是：至少20％Ag，3-60％Au，5-35％Pb和1-9％Ge。配戴该种首饰，能加快肩膀的血液循环。Kono，William，Nielsen等人于提出了在Ag-Cu，Ag-Au和Ag-Cu-Au合金中，至少添加下列一种元素：Cr、Ta、Al、Ti和Th，添加量不超过1.5wt％。这些元素与氧生成一层薄而稳定的氧化层，保护基体而不影响合金的性能。而且，当氧化层被破坏时，能优先与S形成硫化物，而不是生成硫化银，从而提高抗变色能力。Ag-Cu合金首要的添加元素是大约0.5wt％的Al和Cr，在Ag-Au和Ag-Cu-Au中是0.4wt％的Cr。同时还提出了在SterlingSilver中添加0.75％Ti、1.25％Th或1.5％Ta可以提高其抗硫化能力10～12倍。我国在抗变色银合金方面的研究成果有，华中科技大学的马孟骅研制了含钼的抗变色银合金，它在合金中加入5%-20%的Mo，Cu0%-5.00%，Al.0%-2.00％，Re0%-0.50％，In0%-6.00％，据称具有较好的抗硫化性能[33]。东北大学的王继周教授等人研究了银中加入微量钇（含量为0.068％）等稀土元素具有良好的抗硫化物腐蚀能力，可以改善银合金的抗硫化、抗变色性能。红斑斯特林银合金在铸造、焊接等热加工时，容易形成红斑。研究结果表明，斯特林银合金加热时，发生了Cu的选择性氧化形成Cu2O和CuO，其氧化组成分为外氧化层和内氧化带，酸浸时内氧化物难于去除，抛光后即呈现为红斑。克服红斑的主要途径为生成表面保护层、减少铜的含量、以及添加抗红斑元素，在工业上采用许多方法来处理红斑问题，比如将银合金工件放在氢气或在氨气中加热，使形成的氧化铜还原为铜，或在工件表面洒溶剂进行保护，或通过严格控制火焰的性质等来减少银合金的氧化，但这些方法不适用于饰品领域。目前的一些主要的抗红斑的银合金都采用别的元素取代其中的铜元素合金元素Ge具有抗红斑的作用，在许多专利中都有提及，Zn是另一种抗变色添加元素，其通常的添加量在0.1-5%.铸造性能斯特林银由于其中的银在熔融状态下大量吸收氧，在凝固时氧的溶解度骤减，气体容易析出导致气孔；斯特林银主要以铜作为合金化元素，容易氧化形成夹杂。因此在首饰铸造过程中容易出现气孔、缩孔、砂眼、氧化物夹杂等缺陷。为了回避这些缺陷，除了在熔铸工艺上进行改进外，很多材料学家也对银合金材料本身进行改进。硅是饰品材料中常见的微量添加元素，银合金中加入少量硅，由于硅对氧的强的亲和力，通常作为还原剂，以形成稳定的氧化物，降低合金与铸模以及氧气的反应倾向从而改善合金抗红斑性能，对抗硫化变色也有利。此外硅能有效提高合金流动性从而有效提高合金的填充性能以及表面质量，它使得合金在铸态下可以直接获得光亮的表面。因此目前大多数银合金都含有硅，但是，有时会遇到银合金首饰因加硅后易脆断、抛光效果差、出现硬点等问题，给生产带来很大困扰。同时，硅的添加还会导致合金的晶粒粗大，因此硅的添加一般应控制在一定的范围内。其他一些银合金藏银，按照历史定义是含银大约30以上的一种合金，但是现在市场上的藏银，几乎不含银。只是白铜合金的工艺品。苗银苗银实际上是特有一种银金属。其含量成份有银．白铜．镍等，一般银含量在20%-60%不等.现在的苗银一般不含银成分,是白铜(铜镍合金)的雅称,现在市场上完全白铜替代，甚至有部分劣质的是采用黄铜制作!如果非要说含银的成分，那就是手镯或其它饰品表面电镀的那一层银了。泰银真正的泰银就是925银,是含银量较高的银饰。泰银最早源自于泰国，所以通常叫泰国银，又称“乌银”。泰银是利用了银碰到硫而发黑的特性制成的。它是在银首饰上把银与硫的混合物加热融化，并以玻璃质状态形成覆盖层。乌银覆盖层疏松乌黑，与白银的光洁银白形成鲜明对比，产生特殊的视觉效果。再经过了特殊的防旧处理，乌银首饰不仅长期不变色，而且表面硬度也比普通银大大增强。别具一格的质感和色泽，让人感受到这类首饰的粗犷和古朴。德国银实际上是铜、锌和镍的合金,一般比率为5:2:2。用于廉价珠宝中代替银或充当银电镀的基底其他一些新型银饰品材料日本东高M：tsubishiMateriatCorporation最近研制开发出一种新型首饰材料，即粉色首饰用银合金。这种新型材料由90％的银和10％的粉色18K金组成。主要是将粉色18K金覆盖在银的表面。这样既可以防止银受氧化等作用变黑，又能形成成本低的粉色首饰用贵金属材料。这种粉色首饰用银合金的颜色与所用银的纯度无关。目前上市的粉色首饰用银合金批