Існуе нейкі метал, які вельмі чароўны. У паўсядзённым жыцці ён з'яўляецца ў вадкім выглядзе, як Меркурый. Калі вы апусціце яго на бляшанку, вы будзеце здзіўлены, выявіўшы, што бутэлька становіцца такой жа далікатнай, як папера, і яна разрываецца толькі з тыкам. Акрамя таго, скідванне яго на такія металы, як медзь і жалеза, таксама выклікае гэтую сітуацыю, якую можна назваць "металічным тэрмінатарам". Што прымушае яго мець такія характарыстыкі? Сёння мы ўвойдзем у свет металічнай галіі.
1 、 Які элементметал галія
Элемент галію знаходзіцца ў чацвёртым перыядзе IIIA групы ў перыядычнай табліцы элементаў. Кропка плаўлення чыстага галія вельмі нізкая, толькі 29,78 ℃, але тэмпература кіпення дасягае 2204,8 ℃. Улетку большая частка яго існуе як вадкасць і можа быць расплаўлена пры змене ў далоні. З прыведзеных вышэй уласцівасцей мы можам зразумець, што галіум можа раз'ядаць іншыя металы менавіта з -за яго нізкай тэмпературы плаўлення. Вадкая галій утварае сплавы з іншымі металамі, што з'яўляецца магічнай з'явай, згаданай раней. Яго змест у зямной кары складае ўсяго каля 0,001%, і яго існаванне было выяўлена толькі 140 гадоў таму. У 1871 г. расейскі хімік Мендэлееў абагульніў перыядычную табліцу элементаў і прагназаваў, што пасля цынку ёсць і элемент ніжэй алюмінія, які мае падобныя ўласцівасці з алюмініем і называецца "алюмініевым, як элемент". 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 эксперыменты.
Галій у асноўным распаўсюджваецца ў Кітаі, Германіі, Францыі, Аўстраліі, Казахстане і іншых краінах свету, з якіх рэсурсы кітайскага галія прыпадаюць больш за 95% ад агульнай колькасці ў свеце, у асноўным распаўсюджваюцца ў Шансі, Гійчжоу, Юньнане, Хенане, Гуанксі і іншых месцах [1]. З пункту гледжання тыпу размеркавання, Shanxi, Shandong і іншыя месцы ў асноўным існуюць у баксітах, Юньнане і іншых месцах у волава -рудзе, а таксама ў Хунане і іншых месцах існуюць у сфалерыце. У пачатку выяўлення металу Gallium, з -за адсутнасці адпаведных даследаванняў па яго прымяненні, людзі заўсёды лічылі, што гэта метал з нізкай зручнасцю зручнасці. Аднак пры пастаянным развіцці інфармацыйных тэхналогій і эпохі новай энергіі і высокатэхналагічных металаў, метал Gallium прыцягвае ўвагу як важны матэрыял у галіне інфармацыйных спраў, і яго попыт таксама значна павялічыўся.
2 、 Паля прыкладанняў металічнай галіі
1. Паўправадніковае поле
Галій у асноўным выкарыстоўваецца ў галіне паўправадніковых матэрыялаў, пры гэтым найбольш шырока выкарыстоўваецца матэрыял галію (GAAS), а тэхналогія - найбольш сталая. Як носьбіт распаўсюджвання інфармацыі, паўправадніковыя матэрыялы складаюць ад 80% да 85% ад агульнага спажывання галію, якое ў асноўным выкарыстоўваецца ў бесправадной сувязі. Узмацняльнікі магутнасці галію арсеніду могуць павялічыць хуткасць перадачы сувязі ў 100 разоў больш, чым у сетках 4G, што можа гуляць важную ролю ў ўваходзе ў эру 5G. Акрамя таго, галіум можна выкарыстоўваць у якасці асяроддзя рассейвання цяпла ў паўправадніковых дадатках з -за яго цеплавых характарыстык, нізкай тэмпературы плаўлення, высокай цеплаправоднасці і добрай прадукцыйнасці патоку. Прымяненне металу галія ў выглядзе сплаву на аснове галія ў цеплавых інтэрфейных матэрыялах можа палепшыць здольнасць рассейвання цяпла і эфектыўнасць электронных кампанентаў.
2. Сонечныя элементы
Распрацоўка сонечных элементаў перайшло ад ранняга манакрышталічнага крэмнію сонечных элементаў да полікрышталічных крэмнійных тонкіх кінатэлераў. З -за высокай кошту полікрышталічных крэмнійных тонкіх кінатэлераў, даследчыкі выявілі клеткі меднай індыяннай галій тонкай плёнкі (CIGS) у паўправадніковых матэрыялах [3]. Клеткі CIG маюць перавагі нізкіх выдаткаў на вытворчасць, вялікую партыйную вытворчасць і высокі ўзровень фотаэлектрычнага пераўтварэння, што мае шырокія перспектывы развіцця. Па -другое, сонечныя элементы арсеніду галія маюць значныя перавагі ў эфектыўнасці пераўтварэння ў параўнанні з тонкімі плёнкамі, вырабленымі з іншых матэрыялаў. Аднак з -за высокіх выдаткаў на вытворчасць матэрыялаў арсеніду галію яны ў цяперашні час у асноўным выкарыстоўваюцца ў аэракасмічных і ваенных галінах.
3. Энергія вадароду
З павелічэннем дасведчанасці аб энергетычным крызісе ва ўсім свеце людзі імкнуцца замяніць не аднаўляльныя крыніцы энергіі, з якіх вылучаецца энергія вадароду. Аднак высокая кошт і нізкая бяспека захоўвання вадароду і транспарціроўкі перашкаджаюць развіццю гэтай тэхналогіі. 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 Пакрыццё, што дазваляе рэакцыі працягваць [4], і металічную галію можна перапрацаваць і паўторна выкарыстоўваць. Выкарыстанне алюмініевых сплаваў галію ў значнай ступені вырашае праблему хуткай падрыхтоўкі і бяспечнага захоўвання і транспарціроўкі энергіі вадароду, павышэння бяспекі, эканомікі і аховы навакольнага асяроддзя.
4. Медыцынскае поле
Галій звычайна выкарыстоўваецца ў медыцынскай галіне дзякуючы сваім унікальным выпраменьвальным уласцівасцям, якія можна выкарыстоўваць для візуалізацыі і інгібіравання злаякасных пухлін. Злучэнні галія маюць відавочную супрацьгрыбковую і антыбактэрыйную дзейнасць і ў канчатковым выніку дасягаюць стэрылізацыі, перашкаджаючы бактэрыяльнаму метабалізму. І сплавы на галію могуць быць выкарыстаны для вырабу тэрмометраў, такіх як тэрмометры галію Індый, новы тып вадкім металічным сплавам, які з'яўляецца бяспечным, нетоксичным і экалагічна чыстым, і можа быць выкарыстаны для замены тэрмометраў таксічных ртуці. Акрамя таго, пэўная доля сплаву на аснове галію замяняе традыцыйную срэбную амальгаму і выкарыстоўваецца ў клінічных прыкладаннях у якасці новага матэрыялу для напаўнення зубоў.
3 、 Outlook
Хоць Кітай - адзін з галоўных вытворцаў галію ў свеце, у кітайскай галійскай прамысловасці яшчэ шмат праблем. З -за нізкага ўтрымання галію як спадарожніка мінерала, прадпрыемствы па вытворчасці галію раскіданы, і ў прамысловай ланцугу ёсць слабыя сувязі. Працэс майнинга мае сур'ёзнае забруджванне навакольнага асяроддзя, а вытворчая магутнасць галію высокай чысціні адносна слабы, у асноўным абапіраючыся на экспарт буйной галію па нізкіх коштах і ўвозіў вытанчаную галію па высокіх коштах. Аднак з развіццём навукі і тэхналогій, паляпшэння ўзроўню жыцця людзей і шырокага прымянення галію ў галіне інфармацыі і энергіі, попыт на галію таксама хутка павялічыцца. Адносна адсталая тэхналогія вытворчасці галію высокай чысціні непазбежна будзе мець абмежаванні ў галіне прамысловага развіцця Кітая. Распрацоўка новых тэхналогій мае вялікае значэнне для дасягнення якаснага развіцця навукі і тэхналогій у Кітаі.
Час публікацыі: мая 17-2023