UV(UV洗浄)を銀に照射すると、変色したり、表面がボロボロになるのはなぜ？

質問

こんにちは。

UV洗浄機でUVを銀に照射すると、しばらくすると色が黒っぽく変わって、ボロボロに剥がれてしまいます。

その後加熱すると、元の銀色に戻ります。

銀の酸化・還元反応らしいことは判ったのですが、どのようなメカニズムで、どのような反応が起きているのかが判りません？

どなたか教えていただけませんでしょうか？

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

酸素の励起・活性化による酸化の他に、紫外線による光励起で表面に微粒子銀が発生している可能性もあります。
こちらの反応が起こっているとすると、アルゴン雰囲気で行っても黒化してしまいます。
(その場合も、「こちらだけ」かどうかは、黒化の様子の比較をしてみないとわかりませんが)

　　　hν
Ag　→　Ag^+　+　e^-　(酸化)
Ag^+　+　e^-　→　Ag　(還元)

酸化還元により表面が荒らされれば黒色となり、加熱によって再度平滑化されれば銀色に戻ります。
(銀鏡反応で生じた金属銀をガラス側ではなく銀側から見た場合、銀(の一部)が黒色に見えるのと同じです。なお、微粒子銀は不安定なため、銀の融点より低い温度でも形状変化を起こし得ます)

お礼

ご回答、ありがとうございました。
お礼返信が遅くなり、申し訳ありません。

アドバイスを下に形態を観察したところ、
やはり微粒子銀が発生していうようです。

継続してテストをしていますが、おかげで
ヒントをつかむことが出来ました。

ありがとうございます。

回答No.1

noname#62864

UV洗浄機がどのような物か把握していないのですが、UV照射によって銀が酸化されたとするならば、酸化銀(Ag2O)になっていると考えられます。色が黒っぽくなるというのもこれで説明できます。
おそらく、紫外線によって強いエネルギーが与えられることが原因だと思います。

酸化銀を加熱すると酸素を放出し、銀に戻ります。

銀の酸化を防ぐためには、酸素を除けばよいわけですから、UV照射時に不活性ガス（アルゴンや窒素）雰囲気下で行えば、良いのではないかと思います。
また、可能であればUVの波長を長くするなどの方法でも改善できるかもしれません。

お礼

ご回答、ありがとうございました。
お礼返信が遅くなり、申し訳ありません。

現在雰囲気を中心に、防止策を検討しています。
どうやら難しい技術の領域のようで、一歩一歩
確認しながら進めていきます。

ありがとうございました。