Terminatur tal-Metall - Gallium

Hemm tip ta 'metall li huwa maġiku ħafna. Fil-ħajja ta 'kuljum, jidher f'forma likwida bħal Merkurju. Jekk tinżel fuq bott, tkun sorpriż li ssib li l-flixkun isir fraġli daqs il-karta, u se jinqasam bi ftit poke. Barra minn hekk, it-twaqqigħ fuq metalli bħar-ram u l-ħadid jikkawża wkoll din is-sitwazzjoni, li tista 'tissejjaħ it- "terminatur tal-metall". X'jikkawża li jkollha karatteristiċi bħal dawn? Illum se nidħlu fid-dinja tal-gallium tal-metall.

1 、 Liema element huwametall tal-gallium

L-element tal-galliju jinsab fir-raba 'perjodu IIIA grupp fit-tabella perjodika ta' l-elementi. Il-punt tat-tidwib tal-gallium pur huwa baxx ħafna, biss 29.78 ℃, iżda l-punt tat-togħlija huwa għoli daqs 2204.8 ℃. Fis-sajf, ħafna minnu jeżisti bħala likwidu u jistgħu jinħallu meta jitpoġġew fil-pala. Mill-proprjetajiet ta 'hawn fuq, nistgħu nifhmu li l-gallju jista' jissaddad metalli oħra preċiżament minħabba l-punt ta 'tidwib baxx tiegħu. Gallju likwidu jifforma ligi ma 'metalli oħra, li huwa l-fenomenu maġiku msemmi qabel. Il-kontenut tagħha fil-qoxra tad-Dinja huwa biss madwar 0.001%, u l-eżistenza tagħha ma ġietx skoperta sa 140 sena ilu. Fl-1871, l-ispiżjar Russu Mendeleev ġab fil-qosor it-tabella perjodika ta 'elementi u bassar li wara ż-żingu, hemm ukoll element taħt l-aluminju, li għandu proprjetajiet simili għall-aluminju u jissejjaħ "element simili tal-aluminju". Fl-1875, meta x-xjentist Franċiż Bowabordland kien qed jistudja l-liġijiet spettrali tal-elementi tal-metall tal-istess familja, huwa sab faxxa ħafifa stramba fi sphalerite (ZNS), u għalhekk sab dan l- "element simili tal-aluminju", u mbagħad semmah wara l-ewwel element tiegħu (Gaul, Latin Gallia), bis-simbolu GA biex jirrappreżenta dan l-element, u għalhekk is-simbolu sar l-ewwel element imbassar fl-istorja ta 'l-element ta' kimika element fl-esperimenti.

Il-Gallju huwa mqassam prinċipalment fiċ-Ċina, il-Ġermanja, Franza, l-Awstralja, il-Każakstan u pajjiżi oħra fid-dinja, li r-riżervi tar-riżorsi tal-Gallju taċ-Ċina jammontaw għal aktar minn 95% tat-total tad-dinja, imqassma prinċipalment f'Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi u postijiet oħra [1]. F'termini ta 'tip ta' distribuzzjoni, Shanxi, Shandong u postijiet oħra jeżistu prinċipalment f'Bauxite, Yunnan u postijiet oħra fil-landa tal-landa, u Hunan u postijiet oħra jeżistu prinċipalment fi sphalerite. Fil-bidu tal-iskoperta tal-metall tal-gallium, minħabba n-nuqqas ta 'riċerka korrispondenti fuq l-applikazzjoni tagħha, in-nies dejjem emmnu li huwa metall b'użabilità baxxa. Madankollu, bl-iżvilupp kontinwu tat-teknoloġija tal-informazzjoni u l-era ta 'enerġija ġdida u teknoloġija għolja, il-metall tal-gallium irċieva attenzjoni bħala materjal importanti fil-qasam tal-informazzjoni, u d-domanda tagħha żdiedet ħafna.

2 、 Oqsma tal-applikazzjoni tal-gallium tal-metall

1. Qasam tas-semikondutturi

Il-galliju jintuża prinċipalment fil-qasam tal-materjali tas-semikondutturi, bil-materjal tal-gallium tal-arsenide (GAAs) huwa l-iktar użat u t-teknoloġija hija l-iktar matura. Bħala trasportatur tat-tixrid ta 'informazzjoni, il-materjali tas-semikondutturi jammontaw għal 80% sa 85% tal-konsum totali tal-gallju, użat prinċipalment fil-komunikazzjoni mingħajr fili. L-amplifikaturi tal-qawwa tal-gallium arsenide jistgħu jżidu l-veloċità tat-trasmissjoni tal-komunikazzjoni għal 100 darba dik ta 'netwerks 4G, li jista' jkollhom rwol importanti biex jidħlu fl-era 5G. Barra minn hekk, il-gallju jista 'jintuża bħala mezz ta' dissipazzjoni tas-sħana f'applikazzjonijiet semikondutturi minħabba l-karatteristiċi termali tiegħu, punt ta 'tidwib baxx, konduttività termali għolja, u prestazzjoni tajba tal-fluss. L-applikazzjoni tal-metall tal-gallium fil-forma ta 'liga bbażata fuq il-gallium f'materjali ta' interface termali tista 'ttejjeb il-kapaċità ta' dissipazzjoni tas-sħana u l-effiċjenza tal-komponenti elettroniċi.

2. Ċelloli Solari

L-iżvilupp ta 'ċelloli solari mexa minn ċelloli solari tas-silikon monokristallini bikrija għal ċelloli tal-film irqiq tas-silikon polikristallini. Minħabba l-ispiża għolja taċ-ċelloli tal-film irqiq tas-silikon polikristallini, ir-riċerkaturi skoprew ċelloli tal-film irqiq tas-selenju tal-indju tar-ram (CIGS) fil-materjali tas-semikondutturi [3]. Iċ-ċelloli CIGS għandhom il-vantaġġi ta 'spejjeż baxxi ta' produzzjoni, produzzjoni kbira tal-lott, u rata ta 'konverżjoni fotoelettrika għolja, u b'hekk għandhom prospetti wiesgħa ta' żvilupp. It-tieni nett, iċ-ċelloli solari tal-arsenide tal-galliju għandhom vantaġġi sinifikanti fl-effiċjenza tal-konverżjoni meta mqabbla ma 'ċelloli rqaq tal-films magħmula minn materjali oħra. Madankollu, minħabba l-ispiża għolja tal-produzzjoni tal-materjali tal-arsenide tal-gallju, bħalissa huma użati prinċipalment fl-oqsma aerospazjali u militari.

3. Enerġija tal-idroġenu

Bl-għarfien dejjem akbar tal-kriżi tal-enerġija madwar id-dinja, in-nies qed ifittxu li jissostitwixxu sorsi ta 'enerġija mhux rinnovabbli, li l-enerġija tal-idroġenu tispikka. Madankollu, l-ispiża għolja u s-sigurtà baxxa tal-ħażna u t-trasport tal-idroġenu jxekklu l-iżvilupp ta 'din it-teknoloġija. Bħala l-iktar element tal-metall abbundanti fil-qoxra, l-aluminju jista 'jirreaġixxi ma' l-ilma biex jipproduċi idroġenu taħt ċerti kundizzjonijiet, li huwa materjal ta 'ħażna idroġenu ideali, madankollu, minħabba l-ossidazzjoni faċli tal-wiċċ tal-metall tal-aluminju biex tifforma film ta' ossidu tal-aluminju dens, li jinibixxi r-reazzjoni, ir-riċerkaturi sabu li l-metall ta 'tidwib baxx jista' jifforma alloy bil-aluminum, u l-galliku. Kisi, li jippermetti li r-reazzjoni tipproċedi [4], u l-gallium tal-metall jista 'jiġi riċiklat u użat mill-ġdid. L-użu ta 'materjali tal-liga tal-gallium tal-aluminju jsolvi bil-kbir il-problema ta' preparazzjoni rapida u ħażna sikura u trasport ta 'enerġija ta' l-idroġenu, it-titjib tas-sigurtà, l-ekonomija u l-protezzjoni ambjentali.

4. Qasam mediku

Il-gallju huwa komunement użat fil-qasam mediku minħabba l-proprjetajiet uniċi ta 'radjazzjoni tiegħu, li jistgħu jintużaw għall-immaġini u l-inibizzjoni ta' tumuri malinni. Il-komposti tal-galliju għandhom attivitajiet antifungali u antibatteriċi ovvji, u fl-aħħar jiksbu l-isterilizzazzjoni billi jinterferixxu mal-metaboliżmu tal-batterja. U ligi tal-gallium jistgħu jintużaw biex jagħmlu termometri, bħal termometri tal-landa tal-gallium, tip ġdid ta 'liga tal-metall likwidu li huwa sigur, mhux tossiku, u favur l-ambjent, u jista' jintuża biex jissostitwixxi termometri tal-merkurju tossiċi. Barra minn hekk, ċertu proporzjon ta 'liga bbażata fuq il-gallium jissostitwixxi l-amalgama tradizzjonali tal-fidda u jintuża f'applikazzjonijiet kliniċi bħala materjal ġdid ta' mili dentali.

3 、 Outlook

Għalkemm iċ-Ċina hija waħda mill-produtturi ewlenin tal-Gallju fid-dinja, għad hemm ħafna problemi fl-industrija tal-gallju taċ-Ċina. Minħabba l-kontenut baxx tal-gallium bħala minerali ħbieb, l-intrapriżi tal-produzzjoni tal-galliju huma mxerrdin, u hemm rabtiet dgħajfa fil-katina industrijali. Il-proċess tal-minjieri għandu tniġġis ambjentali serju, u l-kapaċità tal-produzzjoni tal-gallju ta 'purità għolja hija relattivament dgħajfa, li tiddependi prinċipalment fuq l-esportazzjoni tal-gallium oħxon bi prezzijiet baxxi u l-importazzjoni tal-gallju raffinat bi prezzijiet għoljin. Madankollu, bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija, it-titjib tal-istandards tal-għajxien tan-nies, u l-applikazzjoni mifruxa tal-gallju fl-oqsma tal-informazzjoni u l-enerġija, id-domanda għall-gallju se tiżdied malajr. It-teknoloġija tal-produzzjoni relattivament b'lura tal-galju ta 'purità għolja inevitabbilment se jkollha restrizzjonijiet fuq l-iżvilupp industrijali taċ-Ċina. L-iżvilupp ta 'teknoloġiji ġodda huwa ta' sinifikat kbir biex jinkiseb żvilupp ta 'kwalità għolja tax-xjenza u t-teknoloġija fiċ-Ċina.