Çok büyülü bir metal türü var. Günlük hayatta civa gibi sıvı halde bulunur. Bir kutunun üzerine düşürürseniz, şişenin kağıt kadar kırılgan hale geldiğini ve sadece bir dürtükle kırılacağını görünce şaşıracaksınız. Ayrıca bakır, demir gibi metallerin üzerine düşürülmesi de “metal sonlandırıcı” olarak adlandırılabilecek bu duruma neden olur. Bu özelliklere sahip olmasının nedeni nedir? Bugün metal galyum dünyasına gireceğiz.
1、hangi elementgalyum metali
Galyum elementi periyodik element tablosunda dördüncü periyod IIIA grubunda yer alır. Saf galyumun erime noktası çok düşüktür, yalnızca 29,78 santigrat derece, ancak kaynama noktası 2204,8 santigrat kadar yüksektir. Yaz aylarında çoğu sıvı halde bulunur ve avuç içine konulduğunda eritilebilir. Yukarıdaki özelliklerden galyumun düşük erime noktası nedeniyle diğer metalleri tam olarak aşındırabildiğini anlayabiliriz. Sıvı galyum diğer metallerle alaşımlar oluşturur ki bu daha önce bahsedilen sihirli bir olaydır. Yer kabuğundaki içeriği yalnızca %0,001 civarındadır ve varlığı 140 yıl öncesine kadar keşfedilmemişti. 1871 yılında Rus kimyager Mendeleev elementlerin periyodik tablosunu özetlemiş ve çinkodan sonra alüminyumun altında alüminyuma benzer özelliklere sahip olan ve “alüminyum benzeri element” olarak adlandırılan bir elementin daha bulunduğunu öngörmüştür. 1875 yılında Fransız bilim adamı Bowabordland, aynı aileye ait metal elementlerin spektral çizgi yasalarını incelerken, sfaleritte (ZnS) tuhaf bir ışık bandı buldu ve bu "alüminyum benzeri elementi" buldu ve ona anavatanının adını verdi. Fransa'da (Galya, Latin Gallia), bu elementi temsil eden Ga simgesiyle galyum, kimyasal element keşif tarihinde tahmin edilen ilk element oldu ve daha sonra deneylerle doğrulanan elementi buldu.
Galyum esas olarak Çin, Almanya, Fransa, Avustralya, Kazakistan ve dünyadaki diğer ülkelerde dağıtılmaktadır; Çin'in galyum kaynak rezervleri dünya toplamının %95'inden fazlasını oluşturmaktadır ve çoğunlukla Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi'de dağıtılmaktadır. ve diğer yerler [1]. Dağılım şekli açısından Shanxi, Shandong ve diğer yerler ağırlıklı olarak boksitte, Yunnan ve diğer yerler kalay cevherinde, Hunan ve diğer yerler ise ağırlıklı olarak sfaleritte bulunmaktadır. Galyum metalinin keşfinin başlangıcında, uygulamasına ilişkin araştırmaların bulunmaması nedeniyle insanlar her zaman onun kullanılabilirliği düşük bir metal olduğuna inanmışlardı. Ancak bilgi teknolojisinin sürekli gelişmesi ve yeni enerji ve ileri teknoloji çağıyla birlikte galyum metali bilgi alanında önemli bir malzeme olarak ilgi görmüş ve talebi de büyük ölçüde artmıştır.
2、 Metal Galyumun Uygulama Alanları
1. Yarıiletken alanı
Galyum esas olarak yarı iletken malzemeler alanında kullanılır; galyum arsenit (GaAs) malzemesi en yaygın kullanılanıdır ve teknoloji en olgun olanıdır. Bilgi yayma taşıyıcısı olarak yarı iletken malzemeler, esas olarak kablosuz iletişimde kullanılan galyumun toplam tüketiminin %80 ila %85'ini oluşturur. Galyum arsenit güç amplifikatörleri, iletişim iletim hızını 4G ağlarının 100 katına çıkarabiliyor ve bu da 5G çağına girişte önemli bir rol oynayabiliyor. Ayrıca galyum, termal özellikleri, düşük erime noktası, yüksek termal iletkenliği ve iyi akış performansı nedeniyle yarı iletken uygulamalarda ısı dağıtma ortamı olarak kullanılabilir. Galyum metalinin galyum bazlı bir alaşım formunda termal arayüz malzemelerine uygulanması, elektronik bileşenlerin ısı dağıtma kabiliyetini ve verimliliğini artırabilir.
2. Güneş pilleri
Güneş pillerinin gelişimi, erken monokristalin silikon güneş pillerinden polikristalin silikon ince film hücrelerine doğru ilerledi. Çok kristalli silikon ince film hücrelerinin yüksek maliyeti nedeniyle, araştırmacılar yarı iletken malzemelerde bakır indiyum galyum selenyum ince film (CIGS) hücreleri keşfettiler [3]. CIGS hücreleri, düşük üretim maliyetleri, büyük seri üretim ve yüksek fotoelektrik dönüşüm oranı gibi avantajlara sahiptir ve dolayısıyla geniş gelişme beklentilerine sahiptir. İkincisi, galyum arsenit güneş pilleri, diğer malzemelerden yapılmış ince film pillerle karşılaştırıldığında dönüşüm verimliliği açısından önemli avantajlara sahiptir. Ancak galyum arsenit malzemelerinin üretim maliyetinin yüksek olması nedeniyle şu anda ağırlıklı olarak havacılık ve askeri alanlarda kullanılmaktadır.
3. Hidrojen enerjisi
Tüm dünyada enerji krizine dair farkındalığın artmasıyla birlikte insanlar, hidrojen enerjisinin öne çıktığı yenilenemeyen enerji kaynaklarının yerini almaya çalışıyor. Ancak hidrojenin depolanması ve taşınmasının yüksek maliyeti ve düşük güvenliği bu teknolojinin gelişimini engellemektedir. Kabukta en bol bulunan metal element olan alüminyum, belirli koşullar altında suyla reaksiyona girerek ideal bir hidrojen depolama malzemesi olan hidrojen üretebilir. Bununla birlikte, metal alüminyum yüzeyinin kolay oksidasyonu nedeniyle yoğun bir alüminyum oksit filmi oluşturur. Reaksiyonu engelleyen, reaksiyonu engelleyen araştırmacılar, düşük erime noktalı metal galyumun alüminyum ile bir alaşım oluşturabildiğini ve galyumun yüzeydeki alüminyum oksit kaplamayı çözerek reaksiyonun ilerlemesine olanak sağladığını [4] ve metal galyumun geri dönüştürülüp yeniden kullanılabileceğini bulmuşlardır. . Alüminyum galyum alaşımlı malzemelerin kullanımı, hidrojen enerjisinin hızlı hazırlanması, güvenli depolanması ve taşınması sorununu büyük ölçüde çözerek güvenliği, ekonomiyi ve çevre korumasını artırır.
4. Tıp alanı
Galyum, kötü huylu tümörlerin görüntülenmesi ve engellenmesi için kullanılabilen benzersiz radyasyon özellikleri nedeniyle tıp alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Galyum bileşikleri belirgin antifungal ve antibakteriyel aktivitelere sahiptir ve sonuçta bakteriyel metabolizmaya müdahale ederek sterilizasyon sağlar. Ve galyum alaşımları, güvenli, toksik olmayan ve çevre dostu yeni bir tür sıvı metal alaşımı olan galyum indiyum kalay termometreler gibi termometreler yapmak için kullanılabilir ve toksik cıva termometrelerinin yerine kullanılabilir. Ayrıca belirli bir oranda galyum bazlı alaşım, geleneksel gümüş amalgamın yerini alır ve klinik uygulamalarda yeni bir diş dolgu malzemesi olarak kullanılır.
3、 Görünüm
Çin, dünyadaki başlıca galyum üreticilerinden biri olmasına rağmen, Çin'in galyum endüstrisinde hala birçok sorun bulunmaktadır. Yardımcı mineral olarak galyumun düşük içeriği nedeniyle, galyum üretim işletmeleri dağınıktır ve endüstriyel zincirde zayıf halkalar vardır. Madencilik süreci ciddi çevre kirliliğine sahiptir ve yüksek saflıkta galyum üretim kapasitesi nispeten zayıftır; bu durum esas olarak kaba galyumun düşük fiyatlarla ihraç edilmesine ve rafine galyumun yüksek fiyatlarla ithal edilmesine dayanmaktadır. Ancak bilim ve teknolojinin gelişmesi, insanların yaşam standartlarının iyileşmesi, galyumun bilgi ve enerji alanlarında kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte galyuma olan talep de hızla artacaktır. Yüksek saflıkta galyumun nispeten geri üretim teknolojisi, kaçınılmaz olarak Çin'in endüstriyel gelişimi üzerinde kısıtlamalara sahip olacaktır. Çin'de bilim ve teknolojinin yüksek kalitede gelişmesi için yeni teknolojilerin geliştirilmesi büyük önem taşıyor.
Gönderim zamanı: Mayıs-17-2023