Terdapat sejenis logam yang sangat ajaib. Dalam kehidupan seharian, ia muncul dalam bentuk cecair seperti Mercury. Sekiranya anda menjatuhkannya di atas tin, anda akan terkejut mendapati bahawa botol menjadi rapuh seperti kertas, dan ia akan pecah dengan hanya mencucuk. Di samping itu, menjatuhkannya pada logam seperti tembaga dan besi juga menyebabkan keadaan ini, yang boleh dipanggil "terminator logam". Apa yang menyebabkannya mempunyai ciri -ciri sedemikian? Hari ini kita akan memasuki dunia Gallium Metal.
1 、 elemen apaGallium Metal
Elemen Gallium berada dalam kumpulan keempat IIIA kumpulan dalam jadual berkala elemen. Titik lebur Gallium tulen sangat rendah, hanya 29.78 ℃, tetapi titik mendidih adalah setinggi 2204.8 ℃. Pada musim panas, kebanyakannya wujud sebagai cecair dan boleh dicairkan apabila diletakkan di telapak tangan. Dari sifat -sifat di atas, kita dapat memahami bahawa Gallium boleh menghancurkan logam lain dengan tepat kerana titik lebur yang rendah. Gallium cecair membentuk aloi dengan logam lain, yang merupakan fenomena ajaib yang disebut tadi. Kandungannya di kerak bumi hanya kira -kira 0.001%, dan kewujudannya tidak ditemui sehingga 140 tahun yang lalu. Pada tahun 1871, ahli kimia Rusia Mendeleev meringkaskan jadual elemen berkala dan meramalkan bahawa selepas zink, terdapat juga elemen di bawah aluminium, yang mempunyai sifat yang sama dengan aluminium dan dipanggil "aluminium seperti elemen". Pada tahun 1875, ketika saintis Perancis Bowabordland sedang mempelajari undang -undang garis spektrum unsur -unsur logam keluarga yang sama, dia mendapati sebuah jalur cahaya yang aneh di sphalerite (ZnS), jadi dia mendapati "aluminium seperti elemen" ini, dan kemudian menamakannya selepas elemen yang dipertikaikan, dalam eksperimen.
Gallium terutamanya diedarkan di China, Jerman, Perancis, Australia, Kazakhstan dan negara -negara lain di dunia, di mana rizab sumber Gallium China menyumbang lebih daripada 95% daripada jumlah keseluruhan di dunia, yang diagihkan di Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi dan tempat -tempat lain [1]. Dari segi jenis pengedaran, Shanxi, Shandong dan tempat -tempat lain terutama wujud di Bauxite, Yunnan dan tempat -tempat lain di bijih timah, dan Hunan dan tempat -tempat lain terutama ada di Sphalerite. Pada permulaan penemuan Gallium Metal, kerana kekurangan penyelidikan yang sepadan dengan aplikasinya, orang selalu percaya bahawa ia adalah logam dengan kebolehgunaan yang rendah. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan teknologi maklumat yang berterusan dan era tenaga baru dan berteknologi tinggi, Gallium Metal telah mendapat perhatian sebagai bahan penting dalam bidang maklumat, dan permintaannya juga meningkat.
2 、 Bidang permohonan logam galium
1. Bidang Semikonduktor
Gallium terutamanya digunakan dalam bidang bahan semikonduktor, dengan bahan Gallium Arsenide (GaAs) yang paling banyak digunakan dan teknologi menjadi yang paling matang. Sebagai pembawa penyebaran maklumat, bahan semikonduktor menyumbang 80% hingga 85% daripada jumlah penggunaan gallium, terutamanya digunakan dalam komunikasi tanpa wayar. Gallium Arsenide Power Amplifiers boleh meningkatkan kelajuan penghantaran komunikasi hingga 100 kali dari rangkaian 4G, yang dapat memainkan peranan penting dalam memasuki era 5G. Selain itu, Gallium boleh digunakan sebagai medium pelesapan haba dalam aplikasi semikonduktor kerana ciri -ciri terma, titik lebur yang rendah, kekonduksian terma yang tinggi, dan prestasi aliran yang baik. Memohon logam gallium dalam bentuk aloi berasaskan gallium dalam bahan antara muka haba dapat meningkatkan keupayaan pelesapan haba dan kecekapan komponen elektronik.
2. Sel solar
Perkembangan sel solar telah hilang dari sel solar silikon monocrystalline awal ke sel -sel filem nipis silikon polikristalin. Oleh kerana kos sel -sel filem nipis silikon polikristalin yang tinggi, penyelidik telah menemui sel -sel tembaga indium selenium selenium nipis (CIGS) dalam bahan semikonduktor [3]. Sel CIGS mempunyai kelebihan kos pengeluaran yang rendah, pengeluaran batch besar, dan kadar penukaran fotoelektrik yang tinggi, sehingga mempunyai prospek pembangunan yang luas. Kedua, sel solar gallium arsenide mempunyai kelebihan yang signifikan dalam kecekapan penukaran berbanding dengan sel -sel filem nipis yang diperbuat daripada bahan lain. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kos pengeluaran yang tinggi dari bahan -bahan Gallium Arsenide, mereka kini digunakan terutamanya dalam bidang aeroangkasa dan tentera.
3. Hidrogen Tenaga
Dengan peningkatan kesedaran tentang krisis tenaga di seluruh dunia, orang ramai berusaha untuk menggantikan sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui, di mana tenaga hidrogen menonjol. Walau bagaimanapun, kos yang tinggi dan keselamatan yang rendah penyimpanan hidrogen dan pengangkutan menghalang perkembangan teknologi ini. Oleh kerana elemen logam yang paling banyak di dalam kerak, aluminium boleh bertindak balas dengan air untuk menghasilkan hidrogen di bawah keadaan tertentu, yang merupakan bahan penyimpanan hidrogen yang ideal, bagaimanapun, disebabkan oleh pengoksidaan mudah permukaan aluminium logam untuk membentuk filem galloida yang tidak masuk akal. salutan, yang membolehkan reaksi untuk meneruskan [4], dan galium logam boleh dikitar semula dan digunakan semula. Penggunaan bahan aloi aluminium sangat menyelesaikan masalah penyediaan pesat dan penyimpanan yang selamat dan pengangkutan tenaga hidrogen, meningkatkan keselamatan, ekonomi, dan perlindungan alam sekitar.
4. Bidang Perubatan
Gallium biasanya digunakan dalam bidang perubatan kerana sifat radiasi yang unik, yang boleh digunakan untuk pengimejan dan menghalang tumor malignan. Sebatian Gallium mempunyai aktiviti antijamur dan antibakteria yang jelas, dan akhirnya mencapai pensterilan dengan mengganggu metabolisme bakteria. Dan aloi galium boleh digunakan untuk membuat termometer, seperti termometer galium indium timah, jenis aloi logam cecair baru yang selamat, tidak toksik, dan mesra alam, dan boleh digunakan untuk menggantikan termometer merkuri toksik. Di samping itu, sebahagian daripada aloi berasaskan gallium menggantikan amalgam perak tradisional dan digunakan dalam aplikasi klinikal sebagai bahan pengisian pergigian baru.
3 、 Outlook
Walaupun China adalah salah satu pengeluar utama Gallium di dunia, masih terdapat banyak masalah dalam industri Gallium China. Oleh kerana kandungan Gallium yang rendah sebagai mineral teman, perusahaan pengeluaran Gallium bertaburan, dan terdapat hubungan lemah dalam rantaian perindustrian. Proses perlombongan mempunyai pencemaran alam sekitar yang serius, dan kapasiti pengeluaran gallium yang berkemampuan tinggi agak lemah, terutamanya bergantung pada mengeksport gallium kasar pada harga yang rendah dan mengimport gallium halus pada harga yang tinggi. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan sains dan teknologi, peningkatan taraf hidup rakyat, dan aplikasi Gallium yang meluas dalam bidang maklumat dan tenaga, permintaan untuk Gallium juga akan meningkat dengan pesat. Teknologi pengeluaran yang agak mundur dari Gallium yang tinggi akan tidak dapat dielakkan mempunyai kekangan terhadap pembangunan perindustrian China. Membangunkan teknologi baru adalah sangat penting untuk mencapai pembangunan sains dan teknologi berkualiti tinggi di China.
Masa Post: Mei-17-2023