Seal on omamoodi metall, mis on väga maagiline. Igapäevases elus ilmub see vedelas vormis nagu elavhõbe. Kui kukutate selle purgile, on üllatunud, et pudel muutub sama habras kui paber, ja see puruneb vaid piinaga. Lisaks põhjustab seda olukorda ka metallidele nagu vask ja raud, mida võib nimetada metalliterminaatoriks. Mis põhjustab selliseid omadusi? Täna siseneme metalli galliumi maailma.
1 、 Mis element ongalliummetall
Galliumielement on IIIA neljandal perioodil elementide perioodilises tabelis. Puhta galliumi sulamistemperatuur on väga madal, ainult 29,78 ℃, kuid keemistemperatuur on koguni 2204,8 ℃. Suvel eksisteerib suurem osa sellest vedelikuna ja seda saab peopesasse paigutamisel sulada. Ülaltoodud omaduste põhjal saame aru, et gallium võib teiste metallide söövitada just selle madala sulamistemperatuuri tõttu. Vedel gallium moodustab sulamid teiste metallidega, mis on varem mainitud maagiline nähtus. Selle sisu Maa koorikus on vaid umbes 0,001%ja selle olemasolu avastati alles 140 aastat tagasi. 1871. aastal võttis Venemaa keemik Mendeleev kokku perioodilise elementide tabeli ja ennustas, et pärast tsinki on ka alumiiniumist allpool element, millel on sarnased omadused alumiiniumiga ja mida nimetatakse “alumiiniumiks sarnaseks elemendiks”. Aastal 1875, kui Prantsuse teadlane Bowabordland uuris sama perekonna metallielementide spektriliiniseadusi, leidis ta Sphaleriidist (ZNS) kummalise kergsaba, nii et ta leidis selle “alumiiniumi nagu elemendi” ja nimetas seda siis oma emamaa Prantsusmaa järgi (Gaul, Latin Gallia), et see sümboliga Galliat esitleti, nii et see element, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallium, nii et Gallum, nii et Gallum, nii et Galliam, nii et Gallium, nii et Gallium. katsetes.
Galliumi levitatakse peamiselt Hiinas, Saksamaal, Prantsusmaal, Austraalias, Kasahstanis ja teistes maailma riikides, millest Hiina Gallium ressursireservide moodustab enam kui 95% maailma koguarvust, mida levitatakse peamiselt Shanxis, Guizhou's, Yunnanis, Henanis, Guangxis ja teistes kohtades [1]. Jaotustüübi osas eksisteerivad Shanxi, Shandongi ja muud kohad peamiselt boksiidi, Yunnani ja muudes kohtades tinamaagi ning Hunani ja muudes kohtades peamiselt sphaleriidis. Galliummetalli avastamise alguses on selle rakenduse vastavate uuringute puudumise tõttu alati uskunud, et see on madala kasutatavusega metall. Kuid infotehnoloogia pideva arendamise ning uue energia ja kõrgtehnoloogia ajastul on Gallium Metal tähelepanu pälvinud kui olulist materjali infovaldkonnas ning ka selle nõudlus on märkimisväärselt suurenenud.
2 、 Metalli galliumi rakendusväljad
1. pooljuhtide väli
Galliumit kasutatakse peamiselt pooljuhtmaterjalide valdkonnas, kõige laialdasemalt kasutatavat gallium -arseniidi (GAAS) materjali ja tehnoloogia on kõige küpsem. Teabe levitamise vedajana moodustavad pooljuhtide materjalid 80–85% galliumi kogutarbimisest, mida kasutatakse peamiselt traadita suhtluses. Gallium arseniidi võimsuse võimendid võivad suurendada kommunikatsiooniülekande kiirust 100 korda suurendada 4G -võrku, mis võib mängida olulist rolli 5G ERA sisenemisel. Lisaks saab galliumi kasutada soojuskirjade hajumise söötmena pooljuhtide rakendustes selle termiliste omaduste, madala sulamistemperatuuri, kõrge soojusjuhtivuse ja hea voolu jõudluse tõttu. Galliummetalli kandmine galliumipõhise sulami kujul termiliste liidese materjalides võib parandada elektrooniliste komponentide soojuse hajumise võimet ja tõhusust.
2. Päikeserakud
Päikeserakkude areng on läinud varajastest monokristallilistest räni päikeserakkudest polükristalliliste räni õhukeste kilerakkudeni. Polükristalliliste räni õhukeste kilerakkude kõrgete kulude tõttu on teadlased avastanud pooljuhtide materjalides vase indium gallium seleeni õhukese kile (CIGS) rakkude [3]. CIGS -rakkudel on madalad tootmiskulude eelised, suur partii tootmine ja kõrge fotoelektriline konversioonimäära, millel on seega laiad arengu väljavaated. Teiseks on gallium -arseniidi päikeseelementidel olulised eelised muundamise efektiivsuses võrreldes muudest materjalidest valmistatud õhukeste kilerakkudega. Galliumraseniidi materjalide kõrge tootmiskulude tõttu kasutatakse neid praegu peamiselt kosmose- ja sõjaväevaldkondades.
3. vesiniku energia
Kuna kogu maailmas kasvav teadlikkus energiakriisist kogu maailmas, soovivad inimesed asendada taastuvaid energiaallikaid, millest vesiniku energia paistab. Vesiniku säilitamise ja transpordi kõrge kulu ja madal ohutus takistab selle tehnoloogia arengut. Koore kõige rikkalikuma metallielemendina võib alumiinium reageerida veega vesiniku tootmiseks teatud tingimustes, mis on ideaalne vesinik ladustamismaterjal, kuid metalli alumiiniumi pinna kerge oksüdeerimise tõttu tiheda alumiiniumoksiidi kile moodustamiseks, mis pärsib reaktsiooni, on teadlased leidnud, et madal sulamise punkt Gallium võib moodustada pinnaga, mis on haardevool, mis võib -olla aliumsiumiks moodustab ALUMUUM -i ja Galliumiga, mis on ALUMUUM -iga hampunaine. Reaktsioon jätkata [4] ning metalli galliumi saab ringlusse võtta ja uuesti kasutada. Alumiiniumist galliumsulami materjalide kasutamine lahendab oluliselt vesiniku energia kiire ettevalmistamise ning ohutu ladustamise ja transportimise, ohutuse, majanduse ja keskkonnakaitse parandamise.
4. meditsiinivaldkond
Galliumi kasutatakse meditsiinivaldkonnas tavaliselt selle ainulaadsete kiirgusomaduste tõttu, mida saab kasutada pahaloomuliste kasvajate pildistamiseks ja pärssimiseks. Galliumühenditel on ilmne seenevastane ja antibakteriaalne toime ning lõpuks saavutavad steriliseerimine, segades bakteriaalset metabolismi. Ja galliumsulameid saab kasutada termomeetrite, näiteks gallium-indium-tina termomeetrite, uut tüüpi vedela metalli sulami valmistamiseks, mis on ohutu, mittetoksiline ja keskkonnasõbralik ning mida saab kasutada toksiliste elavhõbeda termomeetrite asendamiseks. Lisaks asendab teatud osa galliumil põhinevast sulamist traditsioonilist hõbedast amalgaami ja seda kasutatakse kliinilistes rakendustes uue hambaravi täitematerjaliks.
3 、 Outlook
Ehkki Hiina on üks peamisi galliumi tootjaid maailmas, on Hiina galliumitööstuses endiselt palju probleeme. Galliumi kui kaaslase mineraalide madala sisalduse tõttu on galliumitootmisettevõtted hajutatud ja tööstusahelas on nõrgad ühendused. Kaevandamisprotsessil on tõsine keskkonnareostus ja kõrge puhtusastmega galliumi tootmisvõimsus on suhteliselt nõrk, tuginedes peamiselt jämeda galliumi eksportimisele madalate hindadega ja impordides rafineeritud galliumi kõrgete hindadega. Kuid teaduse ja tehnoloogia arendamise, inimeste elatustaseme parandamise ning galliumi laialdase rakendamise teabe ja energia valdkonnas suureneb ka nõudlus galliumi järele. Kõrgpuhustusega galliumi suhteliselt mahajäänud tootmistehnoloogia on paratamatult Hiina tööstusarengule piirangud. Uute tehnoloogiate arendamine on Hiinas teaduse ja tehnoloogia kvaliteetse arengu saavutamiseks suur tähtsus.
Postiaeg: mai-17-2023