非常に魔法のような金属があります。日常生活では、水銀のような液体の形で現れます。缶に落とすと、ボトルが紙のように壊れやすくなることに驚くでしょう。さらに、銅や鉄などの金属に落とすと、この状況も引き起こします。これは「金属ターミネーター」と呼ばれます。そのような特性を持つ原因は何ですか？今日は金属ガリウムの世界に入ります。
1、要素とは何かガリウムメタル
Gallium Elementは、4番目の期間IIIAグループにあります。純粋なガリウムの融点は非常に低く、わずか29.78℃ですが、沸点は2204.8℃です。夏には、そのほとんどは液体として存在し、手のひらに置くと溶けることができます。上記の特性から、ガリウムは融点が低いために他の金属を正確に腐食させる可能性があることを理解できます。液体ガリウムは、他の金属と合金を形成します。これは、前述の魔法の現象です。地球の地殻におけるその内容は約0.001％であり、その存在は140年前まで発見されませんでした。 1871年、ロシアの化学者メンデリーエフは、元素の周期表を要約し、亜鉛の後にアルミニウムの下にもアルミニウムと同様の特性を持ち、「アルミニウムのような要素」と呼ばれる要素もあると予測しました。 1875年、フランスの科学者であるボウボーボードランドが同じ家族の金属要素のスペクトルライン法則を研究していたとき、彼はスパラライト（ZNS）で奇妙な軽いバンドを見つけたので、彼はこの「アルミニウムのような要素」を見つけ、その後、彼の幼虫の要素を表現するために、歴史的要素を表現するために、ガリウムが最初の要素を見つけたシンボルGAで、彼の祖国フランス（ガウル、ラテンガリア）にちなんでそれを見つけました。実験。
ガリウムは主に中国、ドイツ、フランス、オーストラリア、カザフスタン、その他世界の他の国で分布しており、その中国のガリウム資源埋蔵量は世界の合計の95％以上を占めており、主に上海、Yunnan、河南、広Uxi、その他の場所に分布しています[1]。分布の種類に関しては、上海、山東and、およびその他の場所は主にボーキサイト、雲南、および錫鉱石の他の場所に存在し、フナンやその他の場所は主にスパライトに存在します。ガリウムメタルの発見の開始時に、その応用に関する対応する研究がないため、人々はそれが使いやすさの低い金属であると常に信じてきました。しかし、情報技術の継続的な開発と新しいエネルギーとハイテクの時代により、ガリウムメタルは情報分野の重要な資料として注目を集めており、その需要も大幅に増加しています。
2、金属ガリウムのアプリケーションフィールド
1。半導体フィールド
ガリウムは主に半導体材料の分野で使用されており、ガリウムアルセニド（GAAS）材料が最も広く使用されており、技術が最も成熟しています。情報普及のキャリアとして、半導体材料は、主にワイヤレス通信で使用されているガリウムの総消費量の80％から85％を占めています。 Gallium harsenide Power Amplifiersは、通信伝送速度を4Gネットワークの100倍に増やすことができ、5G ERAに入る上で重要な役割を果たすことができます。さらに、ガリウムは、その熱特性、低融点、高い熱伝導率、および良好な流量性能により、半導体アプリケーションで熱散逸培地として使用できます。熱界面材料にガリウムベースの合金の形でガリウム金属を適用すると、電子成分の熱散逸能力と効率を改善することができます。
2。太陽電池
太陽電池の発達は、初期の単結晶シリコン太陽電池から多結晶シリコン薄膜細胞に移行しました。多結晶シリコン薄膜細胞のコストが高いため、研究者は半導体材料で銅インジウムガリウムセレン薄膜（CIGS）細胞を発見しました[3]。 CIGS細胞には、生産コストが低く、バッチ生産量が多い、光電気変換率が高いという利点があり、幅広い開発の見通しがあります。第二に、他の材料で作られた薄膜細胞と比較して、ガリウムヒ素太陽電池は変換効率に大きな利点があります。ただし、アルセニド材料の生産コストが高いため、現在は主に航空宇宙および軍事分野で使用されています。
3。水素エネルギー
世界中のエネルギー危機に対する認識が高まっているため、人々は、水素エネルギーが際立っている非再生可能エネルギー源に取って代わることを求めています。ただし、水素貯蔵と輸送の高コストと低い安全性は、この技術の開発を妨げています。地殻内の最も豊富な金属要素として、アルミニウムは水と反応して特定の条件下で水素を生成することができますが、これは理想的な水素貯蔵材料であるが、金属アルミニウムの表面の容易な酸化により、反応を阻害する密なアルミニウム酸化物膜を形成するため、研究者は低溶融点金属ガリウムがアリウムを溶かすことができることを発見しました。 [4]、金属ガリウムはリサイクルして再利用できます。アルミニウムガリウム合金材料の使用は、水素エネルギーの迅速な準備と安全な貯蔵と輸送、安全性、経済、環境保護の改善の問題を大幅に解決します。
4。医療分野
ガリウムは、そのユニークな放射線特性のために医療分野で一般的に使用されており、これは悪性腫瘍のイメージングと阻害に使用できます。ガリウム化合物には明らかな抗真菌および抗菌活性があり、最終的には細菌の代謝を妨げることにより滅菌を実現します。ガリウム合金は、安全で、毒性がなく、環境に優しい新しいタイプの液体金属合金であるガリウムインディウムスズの温度計などの温度計を作るために使用できます。さらに、ガリウムベースの合金の一定の割合は、従来の銀アマルガムに取って代わり、臨床応用で新しい歯科用充填材として使用されています。
3、見通し
中国は世界のガリウムの主要生産者の1つですが、中国のガリウム産業にはまだ多くの問題があります。コンパニオンミネラルとしてのガリウムの含有量が少ないため、ガリウム生産企業は散在しており、産業鎖には弱いリンクがあります。採掘プロセスには深刻な環境汚染があり、高純度ガリウムの生産能力は比較的弱く、主に粗いガリウムを低価格で輸出し、洗練されたガリウムを高価格で輸入することに依存しています。しかし、科学と技術の開発、人々の生活水準の改善、および情報とエネルギーの分野でのガリウムの広範な適用により、ガリウムの需要も急速に増加します。高純度ガリウムの比較的後方生産技術は、必然的に中国の産業開発に制約を及ぼします。新しいテクノロジーの開発は、中国の科学技術の質の高い開発を達成するために非常に重要です。
投稿時間：5月17-2023