Ada semacam logam yang sangat ajaib. Dalam kehidupan sehari -hari, itu muncul dalam bentuk cair seperti merkuri. Jika Anda menjatuhkannya pada kaleng, Anda akan terkejut menemukan bahwa botol menjadi rapuh seperti kertas, dan itu akan pecah hanya dengan poke. Selain itu, menjatuhkannya pada logam seperti tembaga dan besi juga menyebabkan situasi ini, yang dapat disebut "terminator logam". Apa yang menyebabkannya memiliki karakteristik seperti itu? Hari ini kita akan memasuki dunia gallium logam.
1 、 Elemen apa ituGallium Metal
Elemen gallium berada dalam kelompok periode keempat IIIA dalam tabel elemen periodik. Titik leleh gallium murni sangat rendah, hanya 29,78 ℃, tetapi titik didih setinggi 2204.8 ℃. Di musim panas, sebagian besar ada sebagai cairan dan dapat dilebur saat ditempatkan di telapak tangan. Dari sifat -sifat di atas, kita dapat memahami bahwa gallium dapat merusak logam lain justru karena titik lelehnya yang rendah. Gallium cair membentuk paduan dengan logam lain, yang merupakan fenomena magis yang disebutkan sebelumnya. Kontennya di kerak bumi hanya sekitar 0,001%, dan keberadaannya tidak ditemukan sampai 140 tahun yang lalu. Pada tahun 1871, ahli kimia Rusia Mendeleev merangkum tabel elemen periodik dan meramalkan bahwa setelah seng, ada juga elemen di bawah aluminium, yang memiliki sifat yang sama dengan aluminium dan disebut "elemen seperti aluminium". 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 elemen dalam percobaan.
Gallium sebagian besar didistribusikan di Cina, Jerman, Prancis, Australia, Kazakhstan dan negara -negara lain di dunia, di mana cadangan sumber daya Gallium Tiongkok menyumbang lebih dari 95% dari total dunia, terutama didistribusikan di Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi dan tempat -tempat lain [1]. Dalam hal jenis distribusi, Shanxi, Shandong dan tempat -tempat lain terutama ada di Bauksit, Yunnan dan tempat -tempat lain di Bijih Timah, dan Hunan dan tempat -tempat lain terutama ada di Sphalerite. Pada awal penemuan logam gallium, karena kurangnya penelitian yang sesuai pada penerapannya, orang selalu percaya bahwa itu adalah logam dengan kegunaan rendah. Namun, dengan pengembangan teknologi informasi yang berkelanjutan dan era energi baru dan berteknologi tinggi, Gallium Metal telah mendapat perhatian sebagai bahan penting di bidang informasi, dan permintaannya juga telah sangat meningkat.
2 、 bidang aplikasi gallium logam
1. Lapangan semikonduktor
Gallium terutama digunakan di bidang bahan semikonduktor, dengan bahan gallium arsenide (GAAS) menjadi yang paling banyak digunakan dan teknologi yang paling matang. Sebagai pembawa diseminasi informasi, bahan semikonduktor menyumbang 80% hingga 85% dari total konsumsi gallium, terutama digunakan dalam komunikasi nirkabel. Amplifier daya gallium arsenide dapat meningkatkan kecepatan transmisi komunikasi hingga 100 kali jaringan 4G, yang dapat memainkan peran penting dalam memasuki era 5G. Selain itu, gallium dapat digunakan sebagai media disipasi panas dalam aplikasi semikonduktor karena karakteristik termal, titik leleh rendah, konduktivitas termal tinggi, dan kinerja aliran yang baik. Menerapkan logam gallium dalam bentuk paduan berbasis gallium dalam bahan antarmuka termal dapat meningkatkan kemampuan disipasi panas dan efisiensi komponen elektronik.
2. Sel surya
Pengembangan sel surya telah berubah dari sel surya silikon monokristalin awal menjadi sel film tipis silikon polikristalin. Karena tingginya biaya sel film tipis silikon polikristalin, para peneliti telah menemukan sel -sel film tipis gallium selenium selenium (CIGS) dalam bahan semikonduktor [3]. Sel -sel CIGS memiliki keunggulan biaya produksi yang rendah, produksi batch besar, dan tingkat konversi fotolistrik yang tinggi, sehingga memiliki prospek pengembangan yang luas. Kedua, sel surya gallium arsenide memiliki keunggulan yang signifikan dalam efisiensi konversi dibandingkan dengan sel film tipis yang terbuat dari bahan lain. Namun, karena tingginya biaya produksi bahan gallium arsenide, mereka saat ini terutama digunakan di lapangan kedirgantaraan dan militer.
3. Energi Hidrogen
Dengan meningkatnya kesadaran akan krisis energi di seluruh dunia, orang berusaha untuk menggantikan sumber energi yang tidak terbarukan, di mana energi hidrogen menonjol. Namun, tingginya biaya dan keamanan penyimpanan hidrogen dan transportasi yang rendah menghambat pengembangan teknologi ini. Sebagai elemen logam yang paling melimpah dalam kerak, aluminium dapat bereaksi dengan air untuk menghasilkan hidrogen dalam kondisi tertentu, yang merupakan bahan penyimpanan hidrogen yang ideal, namun, karena oksidasi mudah dari permukaan aluminium logam untuk membentuk aluminium oksida yang lebat, yang menghambat reaksi, para peneliti telah menemukan bahwa hal -hal yang berkaitan dengan aluminium, aluminium, yang dapat membentuk aluminium dengan alloy dengan peneliti, peneliti telah menemukan aluminium yang berkaitan dengan aluminium, gallium, dan aluminium yang menghambat alumin, peneliti telah menemukan bahwa peneliti, gallium, hal aluminium yang berkaitan dengan peneliti, dapat menemukan aluminium, gallium. Reaksi untuk melanjutkan [4], dan gallium logam dapat didaur ulang dan digunakan kembali. Penggunaan bahan paduan aluminium gallium sangat memecahkan masalah persiapan cepat dan penyimpanan yang aman dan transportasi energi hidrogen, meningkatkan keselamatan, ekonomi, dan perlindungan lingkungan.
4. Lapangan Medis
Gallium umumnya digunakan di bidang medis karena sifat radiasi yang unik, yang dapat digunakan untuk pencitraan dan menghambat tumor ganas. Senyawa gallium memiliki aktivitas antijamur dan antibakteri yang jelas, dan akhirnya mencapai sterilisasi dengan mengganggu metabolisme bakteri. Dan paduan gallium dapat digunakan untuk membuat termometer, seperti termometer gallium indium timah, jenis baru paduan logam cair yang aman, tidak beracun, dan ramah lingkungan, dan dapat digunakan untuk menggantikan termometer merkuri beracun. Selain itu, proporsi tertentu dari paduan berbasis gallium menggantikan amalgam perak tradisional dan digunakan dalam aplikasi klinis sebagai bahan pengisian gigi baru.
3 、 Outlook
Meskipun Cina adalah salah satu produsen utama gallium di dunia, masih ada banyak masalah di industri gallium China. Karena rendahnya kandungan gallium sebagai mineral pendamping, perusahaan produksi gallium tersebar, dan ada hubungan lemah dalam rantai industri. Proses penambangan memiliki polusi lingkungan yang serius, dan kapasitas produksi gallium dengan kemurnian tinggi relatif lemah, terutama mengandalkan ekspor gallium kasar dengan harga murah dan mengimpor gallium halus dengan harga tinggi. Namun, dengan pengembangan sains dan teknologi, peningkatan standar kehidupan masyarakat, dan aplikasi gallium yang meluas di bidang informasi dan energi, permintaan gallium juga akan meningkat dengan cepat. Teknologi produksi yang relatif terbelakang dari gallium kemurnian tinggi pasti akan memiliki kendala pada pengembangan industri China. Mengembangkan teknologi baru sangat penting untuk mencapai pengembangan sains dan teknologi berkualitas tinggi di Cina.
Waktu pos: Mei-17-2023