매우 마법 같은 종류의 금속이 있습니다. 일상 생활에서는 수은과 같은 액체 형태로 나타납니다. 캔에 떨어 뜨리면 병이 종이만큼 깨지기 쉬워지고 찌르기 만하면 놀랄 것입니다. 또한 구리 및 철과 같은 금속에 떨어 뜨리면 이러한 상황이 발생하여 "금속 터미네이터"라고 할 수 있습니다. 그러한 특성을 갖는 원인은 무엇입니까? 오늘 우리는 금속 갈륨의 세계에 들어갈 것입니다.
1 、 요소는 무엇입니까?갈륨 금속
갈륨 요소는 4 번째 기간 IIIA 그룹에 있습니다. 순수한 갈륨의 융점은 매우 낮으며 29.78 ℃에 불과하지만 끓는점은 2204.8 ℃만큼 높다. 여름에는 대부분이 액체로 존재하며 손바닥에 넣을 때 녹을 수 있습니다. 위의 특성으로부터, 우리는 갈륨이 낮은 용융점으로 인해 다른 금속을 정확하게 부식시킬 수 있음을 이해할 수 있습니다. 액체 갈륨은 앞에서 언급 한 마법의 현상 인 다른 금속과 합금을 형성합니다. 지각의 내용은 약 0.001%에 불과하며, 140 년 전까지는 존재가 발견되지 않았습니다. 1871 년 러시아 화학자 인 Mendeleev는주기적인 원소 테이블을 요약하고 아연 후 알루미늄 아래에 요소가 있으며, 이는 알루미늄과 유사한 특성을 가지며 "알루미늄과 같은 요소"라고 불립니다. 1875 년 프랑스 과학자 Bowabordland가 같은 가족의 금속 요소의 스펙트럼 라인 법칙을 연구했을 때, 그는 Sphalerite (ZnS)에서 이상한 가벼운 밴드를 발견했으며, 그는이“알루미늄은 요소와 같은 요소”를 발견 한 다음 그의 모국사 프랑스 (Gaul, Latin Gallia)의 이름을 따서 명명 된 최초의 요소가 화학 요소에서 예측 된 것입니다. 실험.
갈륨은 주로 중국, 독일, 프랑스, 호주, 카자흐스탄 및 기타 국가에 분포되어 있으며, 중국의 갈륨 자원은 전 세계 총계의 95% 이상을 차지하며, 주로 샨시, 구이즈우, 윈난, 헤넌, 광시 및 기타 장소에 배포됩니다 [1]. 분포 유형의 관점에서, Shanxi, Shandong 및 기타 장소는 주로 보크 사이트, Yunnan 및 기타 주석 광석에 존재하며 Hunan 및 기타 장소는 주로 Sphalerite에 존재합니다. 갈륨 금속 발견이 시작될 때, 응용 프로그램에 대한 해당 연구가 부족하여 사람들은 항상 그것이 유용성이 낮은 금속이라고 믿었습니다. 그러나 정보 기술의 지속적인 개발과 새로운 에너지 및 첨단 기술의 시대로 Gallium Metal은 정보 분야에서 중요한 자료로 주목을 받았으며 그 수요도 크게 증가했습니다.
2 of 금속 갈륨의 응용 분야
1. 반도체 필드
갈륨은 주로 반도체 재료 분야에서 사용되며, 갈륨 무세대 (GAA) 재료가 가장 널리 사용되며 기술이 가장 성숙합니다. 정보 보급의 운송 업체로서 반도체 재료는 주로 무선 통신에 사용되는 갈륨의 총 소비량의 80% ~ 85%를 차지합니다. 갈륨 아르 세나이드 전력 증폭기는 4G 네트워크의 100 배로 통신 전송 속도를 증가시킬 수 있으며, 이는 5G 시대에 들어가는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 또한, 갈륨은 열 특성, 낮은 융점, 높은 열전도율 및 우수한 흐름 성능으로 인해 반도체 응용 분야에서 열 소산 배지로 사용될 수있다. 열 인터페이스 재료에 갈륨 기반 합금 형태로 갈륨 금속을 적용하면 열 소산 능력 및 전자 성분의 효율이 향상 될 수 있습니다.
2. 태양 전지
태양 전지의 발달은 초기 단결정 실리콘 태양 전지에서 다결정 실리콘 박막 세포로 진행되었다. 다결정 실리콘 박막 세포의 높은 비용으로 인해, 연구원들은 반도체 재료에서 구리 인듐 갈륨 셀레늄 박막 (CIGS) 세포를 발견했다 [3]. CIGS 세포는 생산 비용이 낮고 배치 생산량 및 높은 광전 전환율의 장점이있어 광범위한 개발 전망이 있습니다. 둘째, 갈륨 아르 세나이드 태양 전지는 다른 물질로 만들어진 박막 세포와 비교하여 전환 효율에 상당한 이점이 있습니다. 그러나, 갈륨 아르 세나이드 물질의 생산 비용이 높기 때문에 현재 항공 우주 및 군사 분야에서 주로 사용됩니다.
3. 수소 에너지
전 세계 에너지 위기에 대한 인식이 높아짐에 따라 사람들은 수소 에너지가 눈에 띄는 비 재생 에너지 원을 대체하려고합니다. 그러나 수소 저장 및 운송의 높은 비용과 낮은 안전성은이 기술의 개발을 방해합니다. 크러스트에서 가장 풍부한 금속 요소로서, 알루미늄은 특정 조건 하에서 수소를 생산하기 위해 물과 반응 할 수 있지만, 이는 이상적인 수소 저장 물질이지만, 금속 알루미늄 표면의 쉬운 산화로 인해 조밀 한 알루미늄 필름을 형성하여 반응을 억제하는 연구자들은 낮은 융점 금속 담즙이 알럼 대형과 함께 알럼을 해석 할 수 있음을 발견했다. 반응이 진행되는 것을 허용하고 [4] 금속 갈륨을 재활용하고 재사용 할 수 있습니다. 알루미늄 갈륨 합금 재료의 사용은 수소 에너지의 빠른 준비 및 안전한 저장 및 운송 문제를 크게 해결하여 안전, 경제 및 환경 보호를 향상시킵니다.
4. 의료 분야
갈륨은 독특한 방사선 특성으로 인해 의료 분야에서 일반적으로 사용되며, 이는 악성 종양을 영상화하고 억제하는 데 사용될 수 있습니다. 갈륨 화합물은 명백한 항진균 및 항균 활성을 가지며, 궁극적으로 박테리아 대사를 방해함으로써 멸균을 달성합니다. 갈륨 합금은 안전하고 무독성 및 환경 친화적 인 새로운 유형의 액체 금속 합금 인 갈륨 인디움 주석 온도계와 같은 온도계를 만드는 데 사용될 수 있으며 독성 수은 온도계를 대체하는 데 사용될 수 있습니다. 또한, 특정 비율의 갈륨 기반 합금은 전통적인은 아말감을 대체하고 임상 적용에 새로운 치과 충전재로 사용됩니다.
3 、 전망
중국은 세계에서 갈륨의 주요 생산자 중 하나이지만 중국의 갈륨 산업에는 여전히 많은 문제가 있습니다. 동반자 광물로서 갈륨 함량이 낮기 때문에 갈륨 생산 기업이 흩어져 있으며 산업 체인에는 약한 연결 고리가 있습니다. 광업 공정에는 심각한 환경 오염이 있으며, 고급 갈륨의 생산 능력은 상대적으로 약해서 주로 저렴한 가격으로 거친 갈륨을 수출하고 정제 된 갈륨을 높은 가격으로 수입하는 데 의존합니다. 그러나 과학과 기술의 발전, 사람들의 생활 수준 개선 및 정보 및 에너지 분야에서 갈륨의 광범위한 적용으로 갈륨에 대한 수요도 빠르게 증가 할 것입니다. 고순도 갈륨의 상대적으로 후진 생산 기술은 필연적으로 중국의 산업 개발에 제약 을가할 것입니다. 새로운 기술을 개발하는 것은 중국의 과학 기술의 고품질 개발을 달성하는 데 큰 의미가 있습니다.
시간 후 : 5 월 17-17-2023