Υπάρχει ένα είδος μέταλλο που είναι πολύ μαγικό. Στην καθημερινή ζωή, εμφανίζεται σε υγρή μορφή όπως ο υδράργυρος. Εάν το ρίξετε σε ένα κουτί, θα εκπλαγείτε να διαπιστώσετε ότι το μπουκάλι γίνεται τόσο εύθραυστο όσο το χαρτί και θα σπάσει με μόνο ένα poke. Επιπλέον, η απόρριψη σε μέταλλα όπως ο χαλκός και ο σίδηρος προκαλούν επίσης αυτή την κατάσταση, η οποία μπορεί να ονομαστεί "μεταλλικός τερματισμός". Τι την προκαλεί να έχει τέτοια χαρακτηριστικά; Σήμερα θα εισέλθουμε στον κόσμο του μεταλλικού γαλλίου.
1 、 Ποιο είναι το στοιχείογαλλικό μέταλλο
Το στοιχείο του γαλλίου βρίσκεται στην τέταρτη περίοδο IIIA στον περιοδικό πίνακα στοιχείων. Το σημείο τήξης του καθαρού γαλλίου είναι πολύ χαμηλό, μόνο 29,78 ℃, αλλά το σημείο βρασμού είναι τόσο υψηλό όσο 2204,8 ℃. Το καλοκαίρι, το μεγαλύτερο μέρος του υπάρχει ως υγρό και μπορεί να λιώσει όταν τοποθετηθεί στην παλάμη. Από τις παραπάνω ιδιότητες, μπορούμε να καταλάβουμε ότι το γαλλικό μπορεί να διαβρώσει άλλα μέταλλα ακριβώς λόγω του χαμηλού σημείου τήξης του. Το υγρό γαλλικό σχηματίζει κράματα με άλλα μέταλλα, που είναι το μαγικό φαινόμενο που αναφέρθηκε προηγουμένως. Το περιεχόμενό του στο φλοιό της Γης είναι μόνο περίπου 0,001%και η ύπαρξή της δεν ανακαλύφθηκε πριν από 140 χρόνια. Το 1871, ο ρωσικός χημικός Mendeleev συνόψισε τον περιοδικό πίνακα στοιχείων και προέβλεψε ότι μετά τον ψευδάργυρο, υπάρχει επίσης ένα στοιχείο κάτω από το αλουμίνιο, το οποίο έχει παρόμοιες ιδιότητες με το αλουμίνιο και ονομάζεται "στοιχείο αλουμινίου". Το 1875, όταν ο Γάλλος επιστήμονας Bowabordland μελετούσε τους νόμους της φασματικής γραμμής των μεταλλικών στοιχείων της ίδιας οικογένειας, βρήκε μια παράξενη φωτεινή μπάντα στο Sphalerite (ZNS), έτσι βρήκε αυτό το "αλουμινένιο στοιχείο", και στη συνέχεια το ονόμασε την επιβεβαίωση της Γαλλίας (Gaul, Latin Gallia). πειράματα.
Το Γάλλιο διανέμεται κυρίως στην Κίνα, τη Γερμανία, τη Γαλλία, την Αυστραλία, το Καζακστάν και άλλες χώρες του κόσμου, των οποίων τα αποθέματα των γαλλικών πόρων της Κίνας αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 95% του συνόλου του κόσμου, κυρίως κατανεμημένα στο Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi και σε άλλα μέρη [1]. Από την άποψη του τύπου διανομής, οι Shanxi, Shandong και άλλα μέρη υπάρχουν κυρίως σε βωξίτη, Yunnan και άλλα μέρη σε μεταλλεύματα κασσίτερου, και ο Χουνάν και άλλα μέρη υπάρχουν κυρίως στο Sphalerite. Στην αρχή της ανακάλυψης του γαλλίου μετάλλου, λόγω της έλλειψης αντίστοιχης έρευνας για την εφαρμογή του, οι άνθρωποι πάντα πίστευαν ότι είναι ένα μέταλλο με χαμηλή χρηστικότητα. Ωστόσο, με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας των πληροφοριών και την εποχή της νέας ενέργειας και της υψηλής τεχνολογίας, το γαλλικό μέταλλο έχει λάβει προσοχή ως σημαντικό υλικό στον τομέα της πληροφόρησης και το αίτημά του έχει επίσης αυξηθεί σημαντικά.
2 、 πεδία εφαρμογής μεταλλικού γαλλίου
1. Πεδίο ημιαγωγών
Το γάλλιο χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των υλικών ημιαγωγών, με το υλικό του γαλλίου αρσενίου (GAAS) να είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο και η τεχνολογία να είναι η πιο ώριμη. Ως φορέας της διάδοσης πληροφοριών, τα υλικά ημιαγωγών αντιπροσωπεύουν το 80% έως 85% της συνολικής κατανάλωσης του γαλλίου, που χρησιμοποιείται κυρίως στην ασύρματη επικοινωνία. Οι ενισχυτές ισχύος αρσενιδίου γαλλίου μπορούν να αυξήσουν την ταχύτητα μετάδοσης επικοινωνίας σε 100 φορές εκείνης των δικτύων 4G, τα οποία μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην είσοδο στην εποχή των 5G. Επιπλέον, το γαλλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο διάχυσης θερμότητας σε εφαρμογές ημιαγωγών λόγω των θερμικών του χαρακτηριστικών, του χαμηλού σημείου τήξης, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και της καλής απόδοσης ροής. Η εφαρμογή μετάλλου γαλλίου με τη μορφή ενός κράματος με βάση το γαλλικό σε υλικά θερμικής διασύνδεσης μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα διάχυσης θερμότητας και την αποτελεσματικότητα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
2. Ηλιακά κύτταρα
Η ανάπτυξη των ηλιακών κυττάρων έχει περάσει από τα πρώτα μονοκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα πυριτίου σε κύτταρα λεπτού φιλμ σε πολυκρυσταλλικό πυρίτιο. Λόγω του υψηλού κόστους των κυττάρων λεπτών φιλμ λεπτολογίας πολυκρυσταλλικού πυριτίου, οι ερευνητές έχουν ανακαλύψει κύτταρα χαλκού ινδίου σε σεληνή σε σεληνή σε υλικά ημιαγωγών [3]. Τα κύτταρα CIGS έχουν τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους παραγωγής, της μεγάλης παραγωγής παρτίδων και του υψηλού ποσοστού μετατροπής φωτοηλεκτρικών, έχοντας έτσι ευρείες αναπτυξιακές προοπτικές. Δεύτερον, τα ηλιακά κύτταρα του αρσενιδίου του γαλλίου έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα στην απόδοση μετατροπής σε σύγκριση με τα κύτταρα λεπτού φιλμ από άλλα υλικά. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής των υλικών αρσενιδίου γαλλίου, χρησιμοποιούνται επί του παρόντος κυρίως στην αεροδιαστημική και στα στρατιωτικά πεδία.
3. Ενέργεια υδρογόνου
Με την αυξανόμενη συνειδητοποίηση της ενεργειακής κρίσης σε όλο τον κόσμο, οι άνθρωποι επιδιώκουν να αντικαταστήσουν τις μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, από τις οποίες ξεχωρίζει η ενέργεια υδρογόνου. Ωστόσο, το υψηλό κόστος και η χαμηλή ασφάλεια της αποθήκευσης και της μεταφοράς υδρογόνου εμποδίζουν την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας. Ως το πιο άφθονο μεταλλικό στοιχείο στην κρούστα, το αλουμίνιο μπορεί να αντιδράσει με το νερό για να παράγει υδρογόνο υπό ορισμένες συνθήκες, πράγμα που είναι ένα ιδανικό υλικό αποθήκευσης υδρογόνου, ωστόσο, λόγω της εύκολης οξείδωσης της επιφάνειας του μεταλλικού αλουμινίου για να σχηματίσει ένα πυκνό μεμβράνη οξειδίου του αργίλου, το οποίο αναστέλλει την αντίδραση. Ανακυκλώστε και επαναχρησιμοποιήστε. Η χρήση υλικών κράματος αλουμινίου αλουμινίου επιλύει σημαντικά το πρόβλημα της ταχείας παρασκευής και της ασφαλούς αποθήκευσης και μεταφοράς ενέργειας υδρογόνου, βελτιώνοντας την ασφάλεια, την οικονομία και την προστασία του περιβάλλοντος.
4. Ιατρικό πεδίο
Το γαλλικό χρησιμοποιείται συνήθως στον ιατρικό τομέα λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων ακτινοβολίας του, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απεικόνιση και την αναστολή κακοήθων όγκων. Οι ενώσεις του γαλλίου έχουν προφανείς αντιμυκητιασικές και αντιβακτηριακές δραστηριότητες και τελικά επιτυγχάνουν αποστείρωση παρεμβαίνουν στον βακτηριακό μεταβολισμό. Και τα κράματα του γαλλίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή θερμόμετρων, όπως τα θερμόμετρα ινδίου Gallium indium, ένα νέο είδος υγρού κράματος μετάλλου που είναι ασφαλές, μη τοξικό και φιλικό προς το περιβάλλον και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντικατάσταση των τοξικών θερμομέτρων υδραργύρου. Επιπλέον, ένα ορισμένο ποσοστό κράματος με βάση το γαλλικό αντικαθιστά το παραδοσιακό ασημένιο αμάλγαμα και χρησιμοποιείται σε κλινικές εφαρμογές ως νέο οδοντικό υλικό πλήρωσης.
3 、 Προοπτική
Παρόλο που η Κίνα είναι ένας από τους κύριους παραγωγούς γαλλίου στον κόσμο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά προβλήματα στη βιομηχανία γαλλίου της Κίνας. Λόγω της χαμηλής περιεκτικότητας σε γαλλικό ως συνοδευτικό ορυκτό, οι επιχειρήσεις παραγωγής γαλλίου είναι διάσπαρτες και υπάρχουν αδύναμοι δεσμοί στη βιομηχανική αλυσίδα. Η διαδικασία εξόρυξης έχει σοβαρή περιβαλλοντική ρύπανση και η παραγωγική ικανότητα του γαλλίου υψηλής καθαρότητας είναι σχετικά αδύναμη, βασιζόμενη κυρίως στην εξαγωγή χονδροειδούς γαλλίου σε χαμηλές τιμές και στην εισαγωγή εκλεπτυσμένου γαλλίου σε υψηλές τιμές. Ωστόσο, με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, τη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων και την ευρεία εφαρμογή του γαλλίου στους τομείς της πληροφόρησης και της ενέργειας, η ζήτηση για γαλλικό θα αυξηθεί γρήγορα. Η σχετικά καθυστερημένη τεχνολογία παραγωγής του γαλλίου υψηλής ποιότητας θα έχει αναπόφευκτα περιορισμούς στη βιομηχανική ανάπτυξη της Κίνας. Η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών έχει μεγάλη σημασία για την επίτευξη υψηλής ποιότητας ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας στην Κίνα.
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-17-2023