Existuje druh kovu, který je velmi magický. V každodenním životě se objevuje v tekuté formě jako rtuť. Pokud ji položíte na plechovku, budete překvapeni, když zjistíte, že láhev se stane stejně křehkou jako papír a zlomí se jen s hradbou. Kromě toho to také způsobí to, že toto situaci, která lze nazvat „kovovým terminátorem“ na kovech, jako je měď a železo. Co způsobuje, že takové vlastnosti mají? Dnes vstoupíme do světa Metal Gallium.
1 、 Jaký je prvekGallium Metal
Prvek Gallium je ve čtvrtém období IIIA ve skupině v periodické tabulce prvků. Bod tání čistého gallia je velmi nízký, pouze 29,78 ℃, ale bod varu je až 2204,8 ℃. V létě existuje většina z toho jako kapalina a může být roztavena, když je umístěna do dlaně. Z výše uvedených vlastností můžeme pochopit, že Gallium může korodovat jiné kovy právě kvůli jeho nízkému bodu tání. Kapalný gallium tvoří slitiny s jinými kovy, což je magický jev zmíněný dříve. Jeho obsah v zemské kůře je pouze asi 0,001%a jeho existence nebyla objevena až před 140 lety. V roce 1871 ruský chemik Mendeleev shrnul periodickou tabulku prvků a předpovídal, že po zinku je také prvek pod hliníkem, který má podobné vlastnosti jako hliník a nazývá se „hliník jako prvek“. 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 experimenty.
Gallium je distribuováno hlavně v Číně, Německu, Francii, Austrálii, Kazachstánu a dalších zemích na světě, z nichž čínské rezervy zdrojů Gallium představují více než 95% celkových světových, hlavně distribuovaných v Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi a dalších místech [1]. Pokud jde o distribuční typ, existují Shanxi, Shandong a další místa hlavně v bauxitu, Yunnan a dalších místech v cínové rudě a Hunan a na jiných místech existují hlavně v Sphaleritu. Na začátku objevu kovu Gallium, kvůli nedostatku odpovídajícího výzkumu jeho aplikace, lidé vždy věřili, že se jedná o kov s nízkou použitelností. S neustálým rozvojem informačních technologií a éře nové energie a high-tech však Gallium Metal věnoval pozornost jako důležitý materiál v informačním poli a jeho poptávka se také výrazně zvýšila.
2 、 Aplikační pole Metal Gallium
1. pole polovodiče
Gallium se používá hlavně v oblasti polovodičových materiálů, přičemž nejčastěji se používá materiál Gallium Arsenid (GaAs) a technologie je nejzřelejší. Jako nosič šíření informací představují polovodičové materiály 80% až 85% celkové spotřeby Gallia, zejména používané v bezdrátové komunikaci. Výkonové zesilovače Gallium Arsenid mohou zvýšit rychlost přenosu komunikace na 100krát vyšší než 4G sítě, což může hrát důležitou roli při vstupu do éry 5G. Kromě toho může být Gallium použit jako médium disipace tepla v polovodičových aplikacích kvůli jeho tepelným charakteristikám, nízkému bodu tání, vysoké tepelné vodivosti a dobrého výkonu toku. Použití kovu gallia ve formě slitiny na bázi gallia v materiálech tepelného rozhraní může zlepšit schopnost rozptylu tepla a účinnost elektronických součástí.
2. solární články
Vývoj solárních článků přešel z časných monokrystalických silikonových solárních článků na polykrystalické křemíkové tenké filmové buňky. Vzhledem k vysokým nákladům na buňky polykrystalických tenkých filmových buněk polykrystalické křemíkové buňky objevili v polovodičových materiálech buňky měděného india gallium selenium (CIGS) buňky [3]. Buňky CIGS mají výhody nízkých výrobních nákladů, velké produkce dávek a vysoké fotoelektrické konverze, čímž mají široké vyhlídky na vývoj. Za druhé, solární buňky Gallium Arsenid mají významné výhody v účinnosti konverze ve srovnání s tenkými filmovými buňkami vyrobenými z jiných materiálů. Vzhledem k vysokým výrobním nákladům na materiály Gallium Arsenid se však v současné době používají hlavně v leteckých a vojenských polích.
3. energie vodíku
Se zvyšujícím se povědomí o energetické krizi po celém světě se lidé snaží nahradit nerenetovatelné zdroje energie, z nichž vodíková energie vyniká. Vysoké náklady a nízká bezpečnost skladování a přepravy vodíku však brání vývoji této technologie. 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 Reakce postupovat [4] a kovový gallium lze recyklovat a znovu použít. Použití materiálů z slitiny hliníku gallium výrazně řeší problém rychlé přípravy a bezpečného skladování a přepravy energie vodíku, zlepšování bezpečnosti, ekonomiky a ochrany životního prostředí.
4. lékařské pole
Gallium se běžně používá v lékařské oblasti kvůli jeho jedinečným radiačním vlastnostem, které lze použít pro zobrazování a inhibici maligních nádorů. Galliové sloučeniny mají zřejmé antimykotické a antibakteriální aktivity a nakonec dosahují sterilizace interferováním bakteriálním metabolismem. A slitiny gallia mohou být použity k výrobě teploměrů, jako jsou teploměry gallia indium cín, nový typ slitiny tekutého kovu, který je bezpečná, netoxická a šetrná k životnímu prostředí a lze je použít k nahrazení toxických rtuťových teploměrů. Kromě toho určitý podíl slitiny na bázi Gallia nahrazuje tradiční stříbrné amalgám a používá se v klinických aplikacích jako nový dentální plnicí materiál.
3 、 výhled
Přestože je Čína jedním z hlavních producentů Gallia na světě, v čínském galliovém průmyslu stále existuje mnoho problémů. Vzhledem k nízkému obsahu Gallia jako doprovodného minerálu jsou podniky produkce gallia rozptýleny a v průmyslovém řetězci jsou slabé vazby. Proces těžby má vážné znečištění životního prostředí a výrobní kapacita vysoce čistého gallia je relativně slabá, hlavně se spoléhá na vyvážení hrubého gallia za nízké ceny a dovoz rafinovaného gallia za vysoké ceny. Avšak s rozvojem vědy a technologie, zlepšením životní úrovně lidí a rozšířeným aplikací Gallia v oblasti informací a energie se také rychle zvýší poptávka po galliu. Relativně zaostalá výrobní technologie vysoce čistého Gallia bude nevyhnutelně mít omezení průmyslového rozvoje Číny. Vývoj nových technologií má velký význam pro dosažení vysoce kvalitního rozvoje vědy a technologií v Číně.
Čas příspěvku: 17.-12. května