Існує якийсь метал, який дуже магічний. У повсякденному житті він з'являється у рідкій формі, як Меркурій. Якщо ви опустите його на банку, ви здивуєтесь, виявивши, що пляшка стає такою ж крихкою, як папір, і вона зламається лише з покажом. Крім того, окинути його на метали, такі як мідь та залізо, також спричиняє цю ситуацію, яку можна назвати «металевим термінатором». Що призводить до того, що це має такі характеристики? Сьогодні ми увійдемо у світ металевого галлію.
1 、 Який елементГаллієвий метал
Елемент галію знаходиться в групі IIIA четвертого періоду в періодичній таблиці елементів. Температура плавлення чистої галій дуже низька, лише 29,78 ℃, але температура кипіння до 2204,8 ℃. Влітку більша частина його існує як рідина і може бути розплавлена при розміщенні в долоні. З вищезазначених властивостей ми можемо зрозуміти, що галій може роз'єднати інші метали саме через його низьку температуру плавлення. Рідкий галій утворює сплави з іншими металами, що є магічним явищем, згаданим раніше. Його зміст у земній корі становить лише близько 0,001%, і її існування не було виявлено до 140 років тому. У 1871 р. Російський хімік Менделеєв узагальнив періодичну таблицю елементів і передбачив, що після цинку також є елемент нижче алюмінію, який має подібні властивості з алюмінієм і називається «алюмінієвим елементом». 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 in експерименти.
Галій в основному розповсюджується в Китаї, Німеччині, Франції, Австралії, Казахстані та інших країнах світу, з яких резерви ресурсів Китаю складають понад 95% у світі, в основному розповсюджені в Шаньсі, Гуйчжоу, Юньнані, Хенані, Гуансі та інших місцях [1]. Що стосується типу розповсюдження, Шаньсі, Шаньдун та інші місця в основному існують в Бокситі, Юньнані та інших місцях у олов'яній руді, а Хунань та інші місця в основному існують у сфалеріті. На початку відкриття галлієвого металу через відсутність відповідних досліджень його застосування люди завжди вважали, що це метал з низькою зручністю використання. Однак, з постійним розвитком інформаційних технологій та епохою нових енергетики та високотехнологічних, Gallium Metal привернув увагу як важливий матеріал у інформаційній галузі, і його попит також значно збільшився.
2 、 Поля застосування металевого галлію
1. Напівпровідникове поле
Галій в основному використовується в галузі напівпровідникових матеріалів, матеріал арсеніду галійного арсеніду (GAAS) найбільш широко використовується, а технологія є найбільш зрілою. Як носій розповсюдження інформації, напівпровідникові матеріали становлять 80% до 85% від загального споживання галію, в основному використовуються в бездротовій комунікації. Підсилювачі потужності Arsenide Arsenide можуть збільшити швидкість передачі комунікації до 100 разів перевищувати мереж 4G, які можуть відігравати важливу роль у введенні епохи 5G. Більше того, галій може бути використаний як середовище дисипації тепла в напівпровідникових програмах через його теплові характеристики, низьку температуру плавлення, високу теплопровідність та хороші показники потоку. Застосування металу галій у вигляді сплаву на основі галій у матеріалах теплового інтерфейсу може покращити здатність до дисипації тепла та ефективність електронних компонентів.
2. Сонячні клітини
Розвиток сонячних клітин перейшов від ранніх монокристалічних кремнію сонячних батарей до полікристалічних кремнієвих клітин тонких плівок. Через високу вартість полікристалічних кремнієвих тонких плівок, дослідники виявили клітини з тонкою плівкою міді Індію галію (CIGS) у напівпровідникових матеріалах [3]. Клітини CIGS мають переваги низьких виробничих витрат, великого виробництва партії та високий показник фотоелектричного перетворення, таким чином, мають широку перспективу розвитку. По -друге, сонячні клітини арсеніду галій мають значні переваги ефективності конверсії порівняно з тонкими плівковими клітинами, виготовленими з інших матеріалів. Однак через високу вартість виробництва матеріалів арсеніду галій, в даний час вони в основному використовуються в аерокосмічних та військових галузях.
3. Енергія водню
Зі збільшенням поінформованості про енергетичну кризу у всьому світі люди прагнуть замінити не відновлювані джерела енергії, з яких виділяється енергія водню. Однак висока вартість та низька безпека зберігання та транспорту водню перешкоджають розвитку цієї технології. As the most abundant metal element in the crust, aluminum can react with water to produce hydrogen under certain conditions, which is an ideal hydrogen storage material, However, due to the easy oxidation of the surface of metal aluminum to form a dense aluminum oxide film, which inhibits the reaction, researchers have found that low melting point metal gallium can form an alloy with aluminum, and gallium can dissolve the surface aluminum oxide coating, allowing the reaction to продовжуйте [4], і металевий галій можна переробляти та повторно використати. Використання матеріалів з алюмінієвими галійними сплавами значно вирішує проблему швидкої підготовки та безпечного зберігання та транспортування енергії водню, підвищення безпеки, економіки та охорони навколишнього середовища.
4. Медична сфера
Галій зазвичай використовується в медичній галузі завдяки своїм унікальним радіаційним властивостям, які можна використовувати для візуалізації та інгібування злоякісних пухлин. З'єднання галій мають очевидну протигрибкову та антибактеріальну активність і в кінцевому рахунку досягають стерилізації, втручаючись у бактеріальний метаболізм. І сплави галій можуть бути використані для виготовлення термометрів, таких як термометри галію Індію Тін, новий тип сплаву рідкого металу, який є безпечним, нетоксичним та екологічним, і може бути використаний для заміни токсичних ртутних термометрів. Крім того, певна частка сплаву на основі галій замінює традиційну срібну амальгаму і використовується в клінічних застосуванні як новий матеріал зубного наповнення.
3 、 Outlook
Хоча Китай є одним з головних виробників галію у світі, у промисловості Китаю все ще існує багато проблем. Через низький вміст галій як компаньйового мінералу, підприємства з виробництва галій розкидані, і в промисловому ланцюзі є слабкі зв’язки. Процес видобутку має серйозне забруднення навколишнього середовища, а виробнича потужність високої чистоти галію є відносно слабкою, в основному покладається на експорт грубої галій за низькими цінами та імпорту вдосконаленого галію за високими цінами. Однак, з розвитком науки та технологій, вдосконаленням рівня життя людей та широким застосуванням галлію в галузі інформації та енергії, попит на галій також швидко зросте. Відносно відстала технологія виробництва високої чистоти галій неминуче матиме обмеження щодо промислового розвитку Китаю. Розробка нових технологій має велике значення для досягнення високоякісного розвитку науки та технологій у Китаї.
Час посади: 17 травня 201233