Það er einhvers konar málmur sem er mjög töfrandi. Í daglegu lífi birtist það í fljótandi formi eins og kvikasilfur. Ef þú sleppir því á dós verðurðu hissa á því að flaskan verður viðkvæm eins og pappír og hún brotnar með því að stinga. Að auki veldur það þessu ástandi að sleppa því á málma eins og kopar og járn, sem kalla má „málmstöðvun“. Hvað veldur því að það hefur slíka eiginleika? Í dag förum við inn í heim málmgallíums.
1, Hvaða þáttur ergallíum málmur
Gallíum frumefni er í fjórða tímabili IIIA hópi í lotukerfinu frumefna. Bræðslumark hreins gallíums er mjög lágt, aðeins 29,78 ℃, en suðumarkið er allt að 2204,8 ℃. Á sumrin er mest af því til sem vökvi og er hægt að bræða það þegar það er sett í lófann. Af ofangreindum eiginleikum getum við skilið að gallíum getur tært aðra málma einmitt vegna lágs bræðslumarks þess. Fljótandi gallíum myndar málmblöndur með öðrum málmum, sem er hið töfrafyrirbæri sem áður var nefnt. Innihald hans í jarðskorpunni er aðeins um 0,001% og tilvist hans var ekki uppgötvað fyrr en fyrir 140 árum. Árið 1871 tók rússneski efnafræðingurinn Mendeleev saman lotukerfið yfir frumefni og spáði því að á eftir sinki væri einnig frumefni fyrir neðan ál, sem hefur svipaða eiginleika og ál og er kallað „állíkt frumefni“. Árið 1875, þegar franski vísindamaðurinn Bowabordland var að rannsaka litrófslínulögmál málmþátta úr sömu fjölskyldu, fann hann undarlegt ljósband í sphaleriti (ZnS), svo hann fann þetta „állíka frumefni“ og nefndi það síðan eftir móðurlandi sínu. Frakkland (Galía, latneska Gallía), með táknið Ga til að tákna þetta frumefni, svo gallíum varð fyrsta frumefnið sem spáð var í sögu efnafræðilegra frumefnauppgötvunar og fann síðan staðfesta frumefnið í tilraunum.
Gallíum er aðallega dreift í Kína, Þýskalandi, Frakklandi, Ástralíu, Kasakstan og öðrum löndum í heiminum, þar af eru gallíumforði Kína meira en 95% af heildarheiminum, aðallega dreift í Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi og öðrum stöðum [1]. Hvað varðar dreifingartegund eru Shanxi, Shandong og aðrir staðir aðallega til í báxíti, Yunnan og öðrum stöðum í tini málmgrýti, og Hunan og aðrir staðir eru aðallega til í sphalerite. Í upphafi uppgötvunar gallíummálms, vegna skorts á samsvarandi rannsóknum á beitingu þess, hefur fólk alltaf talið að það sé málmur með litla nothæfi. Hins vegar, með stöðugri þróun upplýsingatækni og tímum nýrrar orku og hátækni, hefur gallíummálmur fengið athygli sem mikilvægt efni á upplýsingasviðinu og eftirspurn hans hefur einnig aukist mjög.
2、 Notkunarsvið málmgallíums
1. Hálfleiðarasvið
Gallíum er aðallega notað á sviði hálfleiðaraefna, þar sem gallíumarseníð (GaAs) efni er mest notað og tæknin þroskuðust. Sem flytjandi upplýsingamiðlunar eru hálfleiðaraefni 80% til 85% af heildarnotkun gallíums, aðallega notað í þráðlausum samskiptum. Gallíumarseníð aflmagnarar geta aukið flutningshraða samskipta í 100 sinnum meiri en 4G net, sem getur gegnt mikilvægu hlutverki við að komast inn í 5G tímabil. Ennfremur er hægt að nota gallíum sem hitaleiðnimiðil í hálfleiðurum vegna hitaeiginleika þess, lágs bræðslumarks, mikillar hitaleiðni og góðs flæðisframmistöðu. Notkun gallíummálms í formi gallíumundirstaða málmblöndu í hitauppstreymi efni getur bætt hitaleiðnigetu og skilvirkni rafeindaíhluta.
2. Sólarsellur
Þróun sólfrumna hefur farið frá fyrstu einkristalluðum kísilsólfrumum í fjölkristallaðar kísilþunnfilmufrumur. Vegna mikils kostnaðar við fjölkristallaða sílikon þunnfilmu frumur, hafa vísindamenn uppgötvað kopar indíum gallíum selen þunn filmu (CIGS) frumur í hálfleiðara efnum [3]. CIGS frumur hafa þá kosti lágs framleiðslukostnaðar, stórrar lotuframleiðslu og hátt myndrafmagns umbreytingarhlutfalls, og hafa þannig víðtæka þróunarhorfur. Í öðru lagi hafa gallíumarseníð sólarsellur umtalsverða kosti í umbreytingarhagkvæmni samanborið við þunnfilmufrumur úr öðrum efnum. Hins vegar, vegna mikils framleiðslukostnaðar gallíumarseníðefna, eru þau nú aðallega notuð í geimferðum og hernaðarsviðum.
3. Vetnisorka
Með aukinni vitund um orkukreppuna um allan heim leitast fólk við að skipta um óendurnýjanlega orkugjafa, þar sem vetnisorka sker sig úr. Hins vegar hindrar mikill kostnaður og lítið öryggi vetnisgeymslu og flutninga þróun þessarar tækni. Sem algengasta málmþátturinn í jarðskorpunni getur ál hvarfast við vatn til að framleiða vetni við ákveðnar aðstæður, sem er tilvalið vetnisgeymsluefni, Hins vegar, vegna auðveldrar oxunar á yfirborði málmáls til að mynda þétta áloxíðfilmu , sem hamlar efnahvarfinu, hafa vísindamenn komist að því að málmgallíum með lágt bræðslumark getur myndað málmblöndu með áli og gallíum getur leyst upp yfirborð áloxíðhúðarinnar, sem gerir hvarf til að halda áfram [4], og málminn gallíum er hægt að endurvinna og endurnýta. Notkun á ál gallíum málmblöndur leysir mjög vandamálið við hraðan undirbúning og örugga geymslu og flutning vetnisorku, sem bætir öryggi, hagkvæmni og umhverfisvernd.
4. Læknasvið
Gallíum er almennt notað í læknisfræði vegna einstakra geislaeiginleika þess, sem hægt er að nota til að mynda og hindra illkynja æxli. Gallíumsambönd hafa augljósa sveppa- og bakteríudrepandi virkni og ná að lokum ófrjósemisaðgerð með því að trufla umbrot baktería. Og gallíum málmblöndur er hægt að nota til að búa til hitamæla, eins og gallíum indíum tin hitamæla, nýja tegund af fljótandi málmblöndu sem er örugg, eitruð og umhverfisvæn og hægt að nota til að skipta um eitraða kvikasilfurshitamæla. Að auki kemur ákveðið hlutfall af gallíum byggt málmblendi í stað hefðbundins silfuramalgams og er notað í klínískum notkun sem nýtt tannfyllingarefni.
3、 Horfur
Þrátt fyrir að Kína sé einn af helstu framleiðendum gallíums í heiminum eru enn mörg vandamál í gallíumiðnaði Kína. Vegna lágs innihalds gallíums sem fylgisteinefnis eru gallíumframleiðslufyrirtæki á víð og dreif og það eru veikir hlekkir í iðnaðarkeðjunni. Námuvinnsluferlið hefur alvarlega umhverfismengun og framleiðslugeta háhreins gallíums er tiltölulega veik, aðallega treyst á útflutning á grófu gallíum á lágu verði og innflutning á hreinsuðu gallíum á háu verði. Hins vegar, með þróun vísinda og tækni, bættum lífskjörum fólks og útbreiddri notkun gallíums á sviði upplýsinga og orku mun eftirspurn eftir gallíum einnig aukast hratt. Tiltölulega afturför framleiðslutækni háhreins gallíums mun óhjákvæmilega hafa skorður á iðnaðarþróun Kína. Þróun nýrrar tækni hefur mikla þýðingu til að ná hágæða þróun vísinda og tækni í Kína.
Birtingartími: 17. maí 2023