Es gibt eine Art Metall, das sehr magisch ist. Im täglichen Leben erscheint es in flüssiger Form wie Quecksilber. Wenn Sie es auf eine Dose fallen lassen, werden Sie überrascht sein, dass die Flasche so zerbrechlich wird wie Papier und sie wird mit nur einem Stocher brechen. Darüber hinaus verursacht das Ablegen von Metallen wie Kupfer und Eisen auch diese Situation, die als „Metallterminator“ bezeichnet werden kann. Was führt dazu, dass solche Eigenschaften es haben? Heute werden wir in die Welt des Metallgalliums eintreten.
1 、 Welches Element istGalliummetall
Das Galliumelement befindet sich in der vierten Periode -IIIa -Gruppe in der Periodenzüchtungstabelle von Elementen. Der Schmelzpunkt von reinem Gallium ist sehr niedrig, nur 29,78 ℃, der Siedepunkt jedoch bis zu 2204,8 ℃. Im Sommer existiert das meiste von IT als Flüssigkeit und kann im Handel geschmolzen werden. Aus den obigen Eigenschaften können wir verstehen, dass Gallium andere Metalle genau wegen seines niedrigen Schmelzpunkts korrodieren kann. Flüssiges Gallium bildet Legierungen mit anderen Metallen, das das zuvor erwähnte magische Phänomen ist. Der Inhalt in der Erdkruste beträgt nur etwa 0,001%, und seine Existenz wurde erst vor 140 Jahren entdeckt. Im Jahr 1871 fasste der russische Chemiker Mendeleev die Periodenschaftstabelle der Elemente zusammen und sagte voraus, dass nach Zink auch ein Element unter Aluminium gibt, das ähnliche Eigenschaften wie Aluminium aufweist und als „Aluminium -ähnliches Element“ bezeichnet wird. Als der französische Wissenschaftler Bowabordland 1875 die Spektralliniengesetze von Metallelementen derselben Familie studierte, fand er in Sphalerit eine seltsame Lichtbande (Zns), und fand dieses „Aluminium -ähnliche Element“ und nannte es dann nach seinem Mutterland, der in der ersten Element -Element -Elemente die erste Element -Element -Element, die in der Geschichte von Gallien, in der Geschichte, in der Geschichte. Experimente.
Gallium ist hauptsächlich in China, Deutschland, Frankreich, Australien, Kasachstan und anderen Ländern der Welt verteilt, von denen Chinas Ressourcenreserven Chinas mehr als 95% der weltweiten Gesamtsumme ausmachen, hauptsächlich in Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi und anderen Orten [1]. In Bezug auf den Verteilertyp existieren Shanxi, Shandong und andere Orte hauptsächlich in Bauxit, Yunnan und anderen Orten in Zinnerz, und Hunan und an anderen Orten existieren hauptsächlich in Sphalerit. Zu Beginn der Entdeckung von Galliummetall haben die Menschen aufgrund des Mangels an entsprechenden Forschungsarbeiten immer geglaubt, dass es sich um ein Metall mit geringer Verwendbarkeit handelt. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Informationstechnologie und der Ära von neuer Energie und High-Tech hat Gallium Metal als wichtiges Material im Informationsbereich Aufmerksamkeit erhalten, und seine Nachfrage hat ebenfalls stark gestiegen.
2 、 Anwendungsfelder von Metallgallium
1. Semiconductor -Feld
Gallium wird hauptsächlich im Bereich der Halbleitermaterialien verwendet, wobei Galliumarsenid (GAAs) das am weitesten verbreitete und die Technologie am reifesten ist. Als Informationsverbreitung machen Halbleitermaterialien 80% bis 85% des Gesamtverbrauchs von Gallium aus, der hauptsächlich in der drahtlosen Kommunikation verwendet wird. Gallium -Arsenid -Leistungsverstärker können die Kommunikationsübertragungsgeschwindigkeit auf das 100 -fache der 4G -Netzwerke erhöhen, was eine wichtige Rolle beim Eintritt in die 5G -Ära spielen kann. Darüber hinaus kann Gallium aufgrund seiner thermischen Eigenschaften, des niedrigen Schmelzpunkts, der hohen thermischen Leitfähigkeit und einer guten Durchflussleistung als Wärmeableitungsmedium in Halbleiteranwendungen verwendet werden. Das Auftragen von Galliummetall in Form einer Galliumbasis -Legierung in thermischen Grenzflächenmaterialien kann die Fähigkeit und Effizienz von elektronischen Komponenten der Wärmeableitung verbessern.
2. Solarzellen
Die Entwicklung von Solarzellen hat sich von frühen monokristallinen Silizium -Solarzellen zu polykristallinen Silizium -Dünnfilmzellen übergeben. Aufgrund der hohen Kosten für polykristalline Silizium -Dünnfilmzellen haben Forscher Kupfer -Indium -Gallium -Selen -Dünnfilm -Zellen (CIGS) in Halbleitermaterialien entdeckt [3]. CIGEN -Zellen haben die Vorteile von niedrigen Produktionskosten, großer Chargenproduktion und hoher photoelektrischer Konversionsrate und haben somit umfassende Entwicklungsaussichten. Zweitens haben Galliumarsenid -Solarzellen im Vergleich zu dünnen Filmzellen aus anderen Materialien erhebliche Vorteile bei der Umwandlungseffizienz. Aufgrund der hohen Produktionskosten für Gallium -Arsenidmaterialien werden sie derzeit hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt- und Militärfeldern verwendet.
3. Wasserstoffenergie
Mit dem zunehmenden Bewusstsein für die Energiekrise auf der ganzen Welt versuchen die Menschen, nicht erneuerbare Energiequellen zu ersetzen, von denen die Wasserstoffenergie ausfällt. Die hohen Kosten und die geringe Sicherheit der Wasserstoffspeicherung und des Transports behindern jedoch die Entwicklung dieser Technologie. Als das am häufigsten vorkommende Metallelement in der Kruste kann Aluminium mit Wasser reagieren, um unter bestimmten Bedingungen Wasserstoff zu produzieren, was ein ideales Wasserstoffspeichermaterial ist. Aufgrund der leichten Oxidation der Oberfläche von Metallaluminium zur Bildung eines dichten Aluminiumoxids, das die Reaktion der Reaktion hemmt, haben Forscher, dass ein niedrigem Schmelzenspitzenmodell mit Aluminum mit Aluminum. Die Reaktion zu ermöglichen, [4] und das Metallgallium zu erfüllen, kann recycelt und wiederverwendet werden. Die Verwendung von Materialien von Aluminiumgalliumlegierungen löst das Problem der schnellen Vorbereitung und der sicheren Lagerung und dem Transport von Wasserstoffenergie, Verbesserung der Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz erheblich.
4. Medizinisches Feld
Gallium wird häufig im medizinischen Bereich aufgrund seiner einzigartigen Strahlungseigenschaften verwendet, die zur Bildgebung und zur Hemmung von malignen Tumoren verwendet werden können. Galliumverbindungen haben offensichtliche antimykotische und antibakterielle Aktivitäten und erreichen letztendlich die Sterilisation, indem sie den Bakterienstoffwechsel beeinträchtigen. Und Galliumlegierungen können verwendet werden, um Thermometer wie Gallium-Indium-Zinn-Thermometer herzustellen, eine neue Art von flüssiger Metalllegierung, die sicher, ungiftig und umweltfreundlich ist, und kann verwendet werden, um giftige Quecksilberthermometer zu ersetzen. Darüber hinaus ersetzt ein bestimmter Anteil an Galliumbasis das traditionelle Silberamalgam und wird in klinischen Anwendungen als neues Zahnfüllmaterial verwendet.
3 、 Outlook
Obwohl China einer der Hauptproduzenten von Gallium der Welt ist, gibt es in der Chinas Galliumindustrie immer noch viele Probleme. Aufgrund des geringen Gehalts von Gallium als Begleitmineral sind Galliumproduktionsunternehmen verstreut und es gibt schwache Glieder in der Industriekette. Der Bergbauprozess hat eine schwerwiegende Umweltverschmutzung, und die Produktionskapazität von Gallium mit hohem Purity ist relativ schwach, wobei hauptsächlich auf den Export von grobem Gallium zu niedrigen Preisen und im Import von raffiniertem Gallium zu hohen Preisen angewiesen ist. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen und der weit verbreiteten Anwendung von Gallium in den Bereichen Information und Energie wird sich auch die Nachfrage nach Gallium schnell erhöhen. Die relativ rückständige Produktionstechnologie von High-Purity Gallium wird zwangsläufig Einschränkungen für die industrielle Entwicklung Chinas haben. Die Entwicklung neuer Technologien ist von großer Bedeutung, um eine qualitativ hochwertige Entwicklung von Wissenschaft und Technologie in China zu erzielen.
Postzeit: Mai-17-2023