Der er en slags metal, der er meget magisk. I dagligdagen vises det i flydende form som Merkur. Hvis du slipper den på en dåse, vil du blive overrasket over at finde ud af, at flasken bliver så skrøbelig som papir, og den vil bryde med bare en poke. Derudover forårsager det at droppe det på metaller som kobber og jern også denne situation, som kan kaldes "metalterminator". Hvad får det til at have sådanne egenskaber? I dag kommer vi ind i verden af metal gallium.
1 、 Hvilket element erGallium metal
Gallium -elementet er i den fjerde periode IIIA -gruppe i den periodiske tabel med elementer. Smeltningspunktet for rent gallium er meget lavt, kun 29,78 ℃, men kogepunktet er så højt som 2204,8 ℃. Om sommeren findes det meste af det som en væske og kan smeltes, når den placeres i håndfladen. Fra ovenstående egenskaber kan vi forstå, at gallium kan korrodere andre metaller nøjagtigt på grund af dets lave smeltepunkt. Flydende gallium danner legeringer med andre metaller, som er det magiske fænomen, der er nævnt tidligere. Dets indhold i jordens skorpe er kun ca. 0,001%, og dens eksistens blev ikke opdaget før for 140 år siden. I 1871 opsummerede den russiske kemiker Mendeleev den periodiske tabel med elementer og forudsagde, at der efter zink også er et element under aluminium, der har lignende egenskaber som aluminium og kaldes et "aluminiumlignende element". In 1875, when French scientist Bowabordland was studying the spectral line laws of metal elements of the same family, he found a strange light band in sphalerite (ZnS), so he found this “aluminum like element”, and then named it after his motherland France (Gaul, Latin Gallia), with the symbol Ga to represent this element, so gallium became the first element predicted in the history of chemical element discovery, and then found the confirmed element i eksperimenter.
Gallium er hovedsageligt distribueret i Kina, Tyskland, Frankrig, Australien, Kasakhstan og andre lande i verden, hvor Kinas galliumressource -reserver tegner sig for mere end 95% af verdens samlede, hovedsageligt distribueret i Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi og andre steder [1]. Med hensyn til distributionstype findes Shanxi, Shandong og andre steder hovedsageligt i Bauxite, Yunnan og andre steder i tinmalm, og Hunan og andre steder findes hovedsageligt i sphalerit. I begyndelsen af opdagelsen af Gallium Metal på grund af manglen på tilsvarende forskning i dens anvendelse har folk altid troet, at det er et metal med lav brugervenlighed. Med den kontinuerlige udvikling af informationsteknologi og æraen med ny energi og højteknologisk metal har Gallium Metal imidlertid modtaget opmærksomhed som et vigtigt materiale inden for informationsområdet, og dets efterspørgsel er også steget i høj grad.
2 、 Applikationsfelter i metal gallium
1. halvlederfelt
Gallium bruges hovedsageligt inden for halvledermaterialer, hvor Gallium Arsenide (GAAS) materiale er det mest anvendte, og teknologien er den mest modne. Som en transportør af informationsformidling tegner Semiconductor -materialer 80% til 85% af det samlede forbrug af gallium, hovedsageligt brugt i trådløs kommunikation. Gallium Arsenide Power -forstærkere kan øge kommunikationsoverførselshastigheden til 100 gange den for 4G -netværk, som kan spille en vigtig rolle i at komme ind i 5G -æraen. Desuden kan gallium bruges som et varmeafledningsmedium i halvlederanvendelser på grund af dets termiske egenskaber, lavt smeltepunkt, høj termisk ledningsevne og god strømningsydelse. Påføring af galliummetal i form af en galliumbaseret legering i termiske grænsefladematerialer kan forbedre varmeafledningsevnen og effektiviteten af elektroniske komponenter.
2. solceller
Udviklingen af solceller er gået fra tidlige monokrystallinske siliciumsolceller til polykrystallinske siliciumtynde filmceller. På grund af de høje omkostninger ved polykrystallinske siliciumtynde filmceller har forskere opdaget kobberindiumgalliumselenet tyndt film (CIGS) celler i halvledermaterialer [3]. CIGS -celler har fordelene ved lave produktionsomkostninger, stor batchproduktion og høj fotoelektrisk konverteringsfrekvens, hvilket har brede udviklingsudsigter. For det andet har galliumarsenid -solceller betydelige fordele i konverteringseffektivitet sammenlignet med tynde filmceller lavet af andre materialer. På grund af de høje produktionsomkostninger for galliumarsenidmaterialer bruges de imidlertid i øjeblikket hovedsageligt i rumfarts- og militære felterne.
3. brintenergi
Med den stigende opmærksomhed om energikrisen over hele verden forsøger folk at erstatte ikke -vedvarende energikilder, hvoraf brintenergi skiller sig ud. Imidlertid hindrer de høje omkostninger og lave sikkerhed for brintopbevaring og transport udviklingen af denne teknologi. Som det mest rigelige metalelement i skorpen, kan aluminium reagere med vand for at producere brint under visse betingelser, hvilket er et ideelt brintopbevaringsmateriale, men på grund af let oxidation af overfladen af metal aluminium til at danne en aluminumoxidfilm, der hæmmer reaktionen, har forskere fundet, at lavt smeltningspunkt metal gallium kan danne en legering med aluminum og gallium kan ujævn overfladen Alovere Allinal Tilladelse af reaktionen at fortsætte [4], og metalgallium kan genanvendes og genanvendes. Brugen af aluminiums galliumlegeringsmaterialer løser i høj grad problemet med hurtig forberedelse og sikker opbevaring og transport af brintenergi, forbedring af sikkerhed, økonomi og miljøbeskyttelse.
4. medicinsk felt
Gallium bruges ofte inden for det medicinske område på grund af dets unikke strålingsegenskaber, som kan bruges til billeddannelse og hæmning af ondartede tumorer. Galliumforbindelser har åbenlyse antifungale og antibakterielle aktiviteter og opnår i sidste ende sterilisering ved at blande sig med bakteriel metabolisme. Og galliumlegeringer kan bruges til at fremstille termometre, såsom gallium indium tin-termometre, en ny type flydende metallegering, der er sikker, ikke-toksisk og miljøvenlig, og kan bruges til at erstatte giftige kviksølvtermometre. Derudover erstatter en bestemt andel af galliumbaseret legering det traditionelle sølvamalgam og bruges i kliniske anvendelser som et nyt tandfyldningsmateriale.
3 、 Outlook
Selvom Kina er en af de vigtigste producenter af gallium i verden, er der stadig mange problemer i Kinas galliumindustri. På grund af det lave indhold af gallium som ledsager mineral, er galliumproduktionsvirksomheder spredt, og der er svage forbindelser i den industrielle kæde. Minedriftprocessen har alvorlig miljøforurening, og produktionskapaciteten af gallium med høj renhed er relativt svag, hovedsageligt afhængig af at eksportere groft gallium til lave priser og importere raffineret gallium til høje priser. Men med udviklingen af videnskab og teknologi, forbedring af folks levestandard og den udbredte anvendelse af gallium inden for information og energi, vil efterspørgslen efter gallium også hurtigt stige. Den relativt tilbagestående produktionsteknologi af gallium med høj rulhed vil uundgåeligt have begrænsninger for Kinas industrielle udvikling. Udvikling af nye teknologier er af stor betydning for at opnå udvikling af videnskab og teknologi i høj kvalitet i Kina.
Posttid: May-17-2023