産業、医学、コンピューター、電子機器、宝飾品における金の使用

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著者: Laura McKinney
作成日: 4 4月 2021
更新日: 2 J 2024
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単結晶(Si、Ge、Gaなど)の成長のチョクラルスキー法
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ジュエリーの金: 金の設定でカメオ。画像著作権iStockphoto / Angelo Marcantonio。

最も有用な金属

地球から採掘されたすべての鉱物のうち、金ほど有用なものはありません。その有用性は、多様な特別な特性に由来しています。金は電気を通し、変色せず、作業が非常に簡単で、ワイヤーに引き込むことができ、薄いシートに打ち込むことができ、他の多くの金属と合金を作り、非常に詳細な形状に溶かして鋳造することができ、素晴らしい色と素晴らしい光沢。金は、人間の心の中で特別な場所を占める記憶に残る金属です。

米国での金の使用: この円グラフは、2017年に米国で金がどのように使用されたかを示しています。金地金は含まれていません。主な用途は、ジュエリー(38%)と電子機器(34%)でした。公式コインの鋳造は、使用される金の22%を占め、6%は他の用途に使用されました。 2017年のUSGS鉱物商品サマリーのデータ。


通貨の金銭的裏付けとして使用される金は、ほとんどの場合、「金塊」としても知られる金の延べ棒の形で保持されていました。金の延べ棒の使用により、製造コストが最小限に抑えられ、取り扱いと保管が便利になりました。今日、多くの政府、個人、および機関が、金地金の便利な形で金の投資を行っています。

最初の金貨は、紀元前560年頃にリディア王クロイソス(現在のトルコの地域)の命令で鋳造されました。金貨は、紙幣がより一般的な交換形態になった1900年代初頭までの取引で一般的に使用されていました。金貨は2種類のユニットで発行されました。ドルなどの通貨単位で指定されたものもあれば、オンスやグラムなどの標準的な重量で発行されたものもありました。

今日、金貨は金融取引に広く使用されなくなりました。ただし、特定の重量で発行された金貨は、投資のために少量の金を購入して所有する一般的な方法です。金貨は「記念」アイテムとしても発行されます。これらの記念コインは、コレクタブル価値と貴金属価値の両方を持っているため、多くの人が楽しんでいます。


電子機器での金の使用: 金の部品は、携帯電話や他の多くの電子機器で使用されています。画像著作権iStockphoto / Matjaz Boncina。

鉱物について学ぶ最良の方法は、小さな標本のコレクションを調べて、その標本を処理、検査、および観察できることです。安価なミネラルコレクションは、ストアで入手できます。

電子機器での金の使用

金の最も重要な産業利用は、電子機器の製造です。ソリッドステート電子デバイスは、非常に低い電圧と電流を使用しており、接触点での腐食や変色によって簡単に中断されます。金は、これらの小さな電流を運ぶことができ、腐食のない状態を維持できる非常に効率的な導体です。金で作られた電子部品は信頼性が高いです。 金は、コネクタ、スイッチおよびリレー接点、はんだ接合部、接続ワイヤおよび接続ストリップに使用されます。

ほとんどすべての洗練された電子機器では、少量の金が使用されています。これには、携帯電話、電卓、携帯情報端末、全地球測位システム(GPS)ユニット、およびその他の小型電子機器が含まれます。テレビなどのほとんどの大型電子機器にも金が含まれています。

非常に小さなデバイスで非常に少量の金を使用する場合の1つの課題は、社会からの金属の損失です。毎年10億台近くの携帯電話が生産されており、そのほとんどに約50セント相当の金が含まれています。それらの平均寿命は2年未満であり、現在リサイクルされているものはほとんどありません。各デバイスの金の量は少ないですが、その膨大な数は多くのリサイクルされていない金に変換されます。

ゴールドコンピューター接続: コンピューターのメモリチップに金。画像著作権iStockphoto / Teresa Azevedo。

コンピューターでの金の使用

ゴールドは、標準のデスクトップまたはラップトップコンピューターの多くの場所で使用されています。コンピュータを介して、またあるコンポーネントから別のコンポーネントにデジタル情報を迅速かつ正確に送信するには、効率的で信頼性の高い導体が必要です。金は、これらの要件を他のどの金属よりもよく満たします。高品質で信頼できるパフォーマンスの重要性は、高コストを正当化します。


マイクロプロセッサとメモリチップをマザーボードに取り付けるために使用されるエッジコネクタと、ケーブルを接続するために使用されるプラグアンドソケットコネクタにはすべて金が含まれています。これらのコンポーネントの金は通常、他の金属に電気めっきされ、耐久性を高めるために少量のニッケルまたはコバルトと合金化されます。

歯科用金: 歯科用金合金製のクラウン。画像著作権iStockphoto / choicegraphx。


歯科における金の使用

鉄は歯科用詰め物としてどのように機能しますか?あまりよくありません...あなたの歯科医は鍛冶屋の道具を必要とし、あなたの笑顔は充填後数日さびてしまい、あなたは鉄の味に慣れる必要があります。はるかに高い費用でさえ、金はその優れた性能と審美的な魅力のために歯科で使用されます。金合金は、フィリング、クラウン、ブリッジ、および歯列矯正器具に使用されます。金は、化学的に不活性であり、非アレルギー性であり、歯科医が働きやすいため、歯科で使用されます。

金は、紀元前700年には早くも歯科で使用されていたことが知られています。エトルリアの「歯科医」は、金線を使用して患者の口に交換歯を固定しました。金はおそらく古代の空洞を埋めるために使用されていました。しかし、この金の使用に関する記録や考古学的証拠は、1000年少し前までありません。

ゴールドは、1970年代後半までずっと歯科で使用されていました。当時の金価格の急激な上昇は、代替材料の開発を動機付けました。しかし、歯科で使用される金の量は再び増加し始めています。これに対するいくつかの動機は、より少ない不活性金属が長期的な健康に悪影響を与えるかもしれないという懸念から来ています。

金の医療用途: 金は、いくつかの手術器具で使用されています。画像著作権iStockphoto / atbaei。

金の医療用途

金は、少数の病状を治療するための薬として使用されます。オーロチオリンゴ酸ナトリウムまたはオーロチオグルコースの弱い溶液の注射は、関節リウマチの治療に時々使用されます。放射性金同位体の粒子が組織に埋め込まれ、特定のがんの治療における放射線源として機能します。

少量の金は、人が目を完全に閉じることができないことであるlagophthalmosとして知られる状態を改善するために使用されます。この状態は、上まぶたに少量の金を埋め込むことで治療されます。埋め込まれた金はまぶたを「重く」し、重力がまぶたを完全に閉じます。

放射性金は診断に使用されます。体内を通過する際にベータ放出体として追跡できるコロイド溶液に注入されます。多くの手術器具、電子機器、生命維持装置は、少量の金を使用して作られています。金は、機器内で非反応性であり、電子機器および生命維持装置内で非常に信頼性があります。

航空宇宙での金の使用: ゴールドは衛星コンポーネントに使用されます。画像著作権iStockphoto /ピート・ストッパー。

金コーティングされた望遠鏡ミラー: Quantum Coating Incorporatedが金でコーティングしたJames Webb Space Telescopesのメインミラーセグメントの1つの写真。写真:NASAドリュー・ノエル

航空宇宙での金の使用

潤滑油、メンテナンス、修理の可能性が絶対にゼロである航海で打ち上げられた車両に数十億ドルを費やす場合、非常に信頼できる材料でそれを構築することが不可欠です。これが、NASAが打ち上げるすべての宇宙船で金が何百もの方法で使用される理由です。

金は信頼できる導体とコネクタであるため、回路に使用されます。さらに、すべての宇宙船の多くの部分には、金でコーティングされたポリエステルフィルムが取り付けられています。このフィルムは赤外線を反射し、宇宙船の温度を安定させるのに役立ちます。このコーティングがなければ、宇宙船の暗い色の部分はかなりの量の熱を吸収します。

金は、機械部品間の潤滑剤としても使用されます。宇宙の真空では、有機潤滑剤が揮発し、地球大気を超える強い放射によって分解されます。金のせん断強度は非常に低く、重要な可動部分間の金の薄膜は潤滑剤として機能します。金分子は摩擦力の下で互いにすべり、潤滑剤の働きをします。

賞での金の使用: 金メダル。画像著作権iStockphoto / Olivier Blondeaui。

賞およびステータスシンボルでの金の使用

王が王冠を身に着けるためにどの金属が使用されていますか?ゴールド!金は最も尊敬される金属であるため、この金属が選択されています。鉄が最も強い金属であるにもかかわらず、王の王冠を鉄で作るのは意味がありません。金は最高の尊敬と地位に関連する金属であるため、王冠で使用するために選択されます。

金は多くの肯定的な品質に関連付けられています。純度は、金に関連する別の品質です。このため、金は宗教的なオブジェクトに最適な金属です。このため、十字架、聖体拝領、その他の宗教的なシンボルは金で作られています。

ゴールドは、ほぼすべてのタイプのコンテストで、優勝メダルまたはトロフィーとしても使用されます。オリンピックの優勝者には金メダルが与えられます。アカデミー賞オスカーは金賞です。音楽グラミー賞は金で作られています。これらの重要な成果はすべて、金で作られた賞を受賞しています。

ガラスに使用される金: 金は特殊建築用ガラスに使用されます。画像著作権iStockphoto / Cezar Serbanescu。

ガラス製造における金の使用

金には、ガラスの生産に多くの用途があります。ガラス製造における最も基本的な用途は、顔料の使用です。少量の金は、焼きなましの際にガラスに懸濁すると、豊かなルビー色を生成します。

金は、温度管理された建物やケース用の特殊ガラスの製造にも使用されます。ガラス内に分散またはガラス表面にコーティングされた少量の金は、日射を外向きに反射し、夏には建物を涼しく保ち、冬には暖かく保つために内部の熱を反射します。

宇宙飛行士の宇宙服のヘルメットのバイザーは、非常に薄い金のフィルムでコーティングされています。この薄膜は宇宙の非常に強い日射の多くを反射し、宇宙飛行士の目と皮膚を保護します。

ゴールド教会のドーム: 教会の金のドーム。画像著作権iStockphoto / Constantine Vishnevsky。

金メッキと金箔

金は、どの金属よりも高い可鍛性を持っています。これにより、金をわずか数百分の1インチの厚さのシートに溶かすことができます。 「金箔」として知られるこれらの薄いシートは、額縁、モールディング、または家具の不規則な表面に貼り付けることができます。

金箔は、建物の外面および内面にも使用されます。これにより、耐久性と耐腐食性のカバーが提供されます。金箔の最も目を引く用途の1つは、宗教的な建物やその他の重要な建造物のドームにあります。この「屋根材」のコストは1平方フィートあたり非常に高くなります。ただし、金のコストはプロジェクトの総コストのわずか数パーセントです。コストの大部分は、金箔を塗る熟練した職人の労力に費やされます。

プラハ・オルロイ: チェコ共和国のプラハ天文時計。画像著作権iStockphoto /ケリー・ボルスハイム。

金の将来の使用

金は高価すぎて偶然使用できません。代わりに、より安価な代替品が特定できない場合にのみ、意図的に使用されます。その結果、金の使用が見つかると、他の金属に使用されることはほとんどありません。これは、金の使用数が時間とともに増加していることを意味します。

今日の金の使用方法のほとんどは、過去20年または30年の間にのみ開発されました。この傾向は今後も続くでしょう。私たちの社会がより洗練された信頼性の高い材料を必要とするにつれて、金の使用が増加します。需要の増加、代替品の不足、および供給の制限のこの組み合わせにより、金の価値と重要性は時間とともに着実に増加します。まさに未来の金属です。



金の代用と使用の削減

その希少性と高価格のため、製造業者は常に、オブジェクトを作成するために必要な金の量を減らす方法、またはその代わりに安価な金属を代用する方法を探しています。金合金で覆われた卑金属は、宝石や電気接続に使用される金の量を減らす方法として長い間使用されてきました。これらのアイテムは、必要な金の量を減らし、ユーティリティの標準を維持するために絶えず再設計されています。パラジウム、白金、および銀は、その望ましい特性を密接に保持する金の最も一般的な代替品です。