Има един вид метал, който е много вълшебен. В ежедневието се появява в течна форма като живак. Ако го пуснете на консерва, ще се изненадате, че бутилката става толкова крехка като хартия и тя ще се счупи само с пук. В допълнение, изпускането му върху метали като мед и желязо също причинява тази ситуация, която може да се нарече „метален терминатор“. Какво кара да има такива характеристики? Днес ще влезем в света на Metal Gallium.
1 、 Какъв елемент еГалий метал
Галийният елемент е в групата на четвъртия период IIIA в периодичната таблица на елементите. Точката на топене на чистия галий е много ниска, само 29,78 ℃, но точката на кипене е с 2204,8 ℃. През лятото повечето от тях съществуват като течност и могат да се разтопят, когато се поставят в дланта. От горните свойства можем да разберем, че галият може да корозира други метали именно поради ниската си точка на топене. Течният галий образува сплави с други метали, което е магическото явление, споменато по -рано. Съдържанието му в земната кора е само около 0,001%и съществуването му е открито едва преди 140 години. През 1871 г. руският химик Менделеев обобщава периодичната таблица на елементите и прогнозира, че след цинк има и елемент под алуминий, който има сходни свойства на алуминий и се нарича „алуминий като елемент“. През 1875 г., когато френският учен Боубордланд изучава законите на спектралните линии на метални елементи на същото семейство, той намери странна светлинна лента в сфалерит (ZNS), така че той открива този „алуминий като елемент“, а след това го нарече след това, и назначителната му е, и след това го е назначил, а след това да представи този елемент, и след това да представя този елемент, и след това да представи този елемент, и след това да представи този елемент, който да представи този елемент, който да представи този елемент, който Галиум е бил първият елемент, който да представи този елемент, който да представя този елемент, Галиум (Гаул, Латинска Гали Елемент в експериментите.
Галий се разпространява главно в Китай, Германия, Франция, Австралия, Казахстан и други страни в света, от които запасите от ресурсите на галий в Китай представляват повече от 95% от общия свят в света, разпространени главно в Шанси, Гуиз, Юнан, Хенан, Гуанси и други места [1]. По отношение на вида на разпространението, Shanxi, Shandong и други места съществуват главно в боксит, Yunnan и други места в калайната руда, а Хунан и други места съществуват главно в сфалерит. В началото на откриването на галий метал, поради липсата на съответни изследвания на приложението му, хората винаги са вярвали, че това е метал с ниска използваемост. Въпреки това, с непрекъснатото развитие на информационните технологии и ерата на новата енергия и високотехнологичните, галий метал получи вниманието като важен материал в информационното поле и търсенето му също значително се увеличи.
2 、 Полета на приложение на метален галий
1. Полупроводниково поле
Галий се използва главно в областта на полупроводниковите материали, като материалът на галий арсенид (GAAS) е най -широко използваният, а технологията е най -зряла. Като носител на разпространение на информация, полупроводниковите материали представляват 80% до 85% от общата консумация на галий, използвано главно в безжичната комуникация. Усилвателите на мощност на галий арсенид могат да увеличат скоростта на предаване на комуникация до 100 пъти по -голяма от тази на 4G мрежи, което може да играе важна роля за навлизането на 5G ERA. Освен това, галий може да се използва като среда за разсейване на топлина в приложения за полупроводници поради неговите топлинни характеристики, ниска точка на топене, висока топлопроводимост и добра характеристика на потока. Прилагането на галий метал под формата на сплав на основата на галий в термични интерфейсни материали може да подобри способността за разсейване на топлината и ефективността на електронните компоненти.
2. Слънчеви клетки
Развитието на слънчеви клетки премина от ранни монокристални силиконови слънчеви клетки до поликристални силиконови тънко филмови клетки. Поради високата цена на поликристалните силициеви клетки от тънък филм, изследователите са открили клетките на тънките филми на меден индий галиев селен (CIGS) в полупроводникови материали [3]. Клетките на CIGS имат предимствата на ниските производствени разходи, голямото производство на партиди и високата честота на фотоелектрическата конверсия, като по този начин имат широки перспективи за развитие. Второ, слънчевите клетки на галий арсенид имат значителни предимства в ефективността на конверсия в сравнение с клетките на тънките филми, изработени от други материали. Въпреки това, поради високите производствени разходи на материалите на галий арсенид, в момента те се използват главно в аерокосмическите и военните полета.
3. Водородна енергия
С увеличаването на осведомеността за енергийната криза по целия свят хората се стремят да заменят не възобновяемите енергийни източници, от които се откроява водородната енергия. Въпреки това, високата цена и ниската безопасност на съхранението и транспортирането на водород пречат на развитието на тази технология. 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, Позволявайки реакцията да продължи [4], а металната галий може да бъде рециклирана и използвана повторно. Използването на материали за алуминиева галий сплав значително решава проблема с бързата подготовка и безопасното съхранение и транспортиране на водородна енергия, подобряване на безопасността, икономиката и опазването на околната среда.
4. Медицинско поле
Галий обикновено се използва в медицинското поле поради уникалните си радиационни свойства, които могат да се използват за изображения и инхибиране на злокачествени тумори. Галийните съединения имат очевидни противогъбични и антибактериални активности и в крайна сметка постигат стерилизация чрез намеса в бактериалния метаболизъм. И галийните сплави могат да се използват за направата на термометри, като галий индиеви калаени термометри, нов тип сплав с течен метал, който е безопасен, нетоксичен и екологичен и може да се използва за замяна на токсични термометри на живак. В допълнение, определена част от сплав на основата на галий замества традиционната сребърна амалгама и се използва в клиничните приложения като нов материал за пълнене на зъбите.
3 、 Перспектива
Въпреки че Китай е един от основните производители на галий в света, все още има много проблеми в китайската индустрия на галий. Поради ниското съдържание на галий като придружаващ минерал, предприятията за производство на галий са разпръснати и има слаби връзки в индустриалната верига. Процесът на добив има сериозно замърсяване на околната среда, а производственият капацитет на галий с висока чистота е сравнително слаб, главно разчита на износа на груб галий на ниски цени и внос на рафиниран галий на високи цени. Въпреки това, с развитието на науката и технологиите, подобряването на жизнения стандарт на хората и широкото приложение на галий в областта на информацията и енергията, търсенето на галий също ще се увеличи бързо. Сравнително изостаналата технология за производство на галий с висока чистота неизбежно ще има ограничения за индустриалното развитие на Китай. Разработването на нови технологии е от голямо значение за постигането на висококачествено развитие на науката и технологиите в Китай.
Време за публикация: май-17-2023