มีโลหะชนิดหนึ่งที่วิเศษมาก ในชีวิตประจำวันปรากฏในรูปแบบของเหลวเช่นเมอร์คิวรี่ หากคุณวางลงบนกระป๋องคุณจะประหลาดใจที่พบว่าขวดกลายเป็นกระดาษเปราะบางและมันจะแตกหักด้วยการกระตุ้น นอกจากนี้การทิ้งมันลงบนโลหะเช่นทองแดงและเหล็กยังทำให้เกิดสถานการณ์นี้ซึ่งอาจเรียกว่า "เทอร์มิเนเตอร์โลหะ" อะไรทำให้มีลักษณะดังกล่าว? วันนี้เราจะเข้าสู่โลกแห่งโลหะแกลเลียม
1、 องค์ประกอบคืออะไรโลหะแกลเลียม
Element Gallium อยู่ในกลุ่มช่วงเวลาที่สี่ IIIA ในตารางธาตุขององค์ประกอบ จุดหลอมเหลวของแกลเลียมบริสุทธิ์ต่ำมากเพียง 29.78 ℃ แต่จุดเดือดสูงถึง 2204.8 ℃ ในฤดูร้อนส่วนใหญ่มีอยู่เป็นของเหลวและสามารถละลายได้เมื่อวางไว้ในฝ่ามือ จากคุณสมบัติข้างต้นเราสามารถเข้าใจได้ว่าแกลเลียมสามารถกัดกร่อนโลหะอื่น ๆ ได้อย่างแม่นยำเนื่องจากจุดหลอมเหลวต่ำ แกลเลียมเหลวสร้างโลหะผสมกับโลหะอื่น ๆ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์มหัศจรรย์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ เนื้อหาในเปลือกโลกของโลกมีเพียงประมาณ 0.001%และการดำรงอยู่ของมันไม่ได้ถูกค้นพบจนกระทั่งเมื่อ 140 ปีก่อน ในปี 1871 นักเคมีชาวรัสเซีย Mendeleev ได้สรุปตารางองค์ประกอบขององค์ประกอบและทำนายว่าหลังจากสังกะสีก็มีองค์ประกอบด้านล่างอลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกับอลูมิเนียมและเรียกว่า "อลูมิเนียมเหมือนองค์ประกอบ" ในปี 1875 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Bowabordland กำลังศึกษากฎเส้นสเปกตรัมขององค์ประกอบโลหะของครอบครัวเดียวกันเขาพบแถบแสงแปลก ๆ ใน sphalerite (ZNS) ดังนั้นเขาจึงพบว่า การทดลอง
แกลเลียมมีการจัดจำหน่ายเป็นหลักในประเทศจีนเยอรมนีฝรั่งเศสออสเตรเลียคาซัคสถานและประเทศอื่น ๆ ในโลกซึ่งทรัพยากรแกลเลียมของจีนมีสัดส่วนมากกว่า 95% ของโลกทั้งหมดกระจายอยู่ในเมืองชานซี, กุ้ยโจว, ยูนนาน ในแง่ของประเภทการกระจายชานซี, ซานตงและสถานที่อื่น ๆ ส่วนใหญ่มีอยู่ใน bauxite, ยูนนานและสถานที่อื่น ๆ ในแร่กระป๋องและฮันันและสถานที่อื่น ๆ ส่วนใหญ่มีอยู่ใน sphalerite ในตอนต้นของการค้นพบโลหะแกลเลียมเนื่องจากขาดงานวิจัยที่สอดคล้องกันเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ผู้คนมักจะเชื่อว่าเป็นโลหะที่มีการใช้งานต่ำ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีสารสนเทศและยุคของพลังงานใหม่และเทคโนโลยีขั้นสูง Gallium Metal ได้รับความสนใจเป็นวัสดุสำคัญในสาขาข้อมูลและความต้องการก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก
2、 แอปพลิเคชันฟิลด์ของโลหะแกลเลียม
1. สนามเซมิคอนดักเตอร์
แกลเลียมส่วนใหญ่จะใช้ในด้านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ด้วยวัสดุแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GAAS) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดและเทคโนโลยีเป็นผู้ใหญ่มากที่สุด ในฐานะผู้ให้บริการการเผยแพร่ข้อมูลวัสดุเซมิคอนดักเตอร์คิดเป็น 80% ถึง 85% ของการบริโภคแกลเลียมทั้งหมดส่วนใหญ่ใช้ในการสื่อสารไร้สาย เครื่องขยายเสียง Gallium Arsenide สามารถเพิ่มความเร็วในการส่งการสื่อสารเป็น 100 เท่าของเครือข่าย 4G ซึ่งสามารถมีบทบาทสำคัญในการเข้าสู่ยุค 5G ยิ่งไปกว่านั้นแกลเลียมสามารถใช้เป็นสื่อการกระจายความร้อนในแอปพลิเคชันเซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากลักษณะความร้อนจุดหลอมเหลวต่ำการนำความร้อนสูงและประสิทธิภาพการไหลที่ดี การใช้โลหะแกลเลียมในรูปแบบของโลหะผสมแกลเลียมในวัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนสามารถปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนและประสิทธิภาพของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์
2. เซลล์แสงอาทิตย์
การพัฒนาของเซลล์แสงอาทิตย์ได้หายไปจากเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิกอนในระยะแรกไปจนถึงเซลล์ฟิล์มบางของซิลิกอนซิลิกอน เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของเซลล์ฟิล์มบาง polycrystalline ซิลิกอนนักวิจัยได้ค้นพบเซลล์อินเดียมบางแกลเลียมซีลีเนียมฟิล์มบาง (CIGS) ในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ [3] เซลล์ CIGS มีข้อดีของต้นทุนการผลิตต่ำการผลิตแบทช์ขนาดใหญ่และอัตราการแปลงโฟโตอิเล็กทริกสูงจึงมีโอกาสในการพัฒนาในวงกว้าง ประการที่สองเซลล์แสงอาทิตย์ของแกลเลียมอาร์เซไนด์มีข้อได้เปรียบอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพการแปลงเมื่อเทียบกับเซลล์ฟิล์มบางที่ทำจากวัสดุอื่น ๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากต้นทุนการผลิตสูงของวัสดุแกลเลียมอาร์เซไนด์ปัจจุบันพวกเขาส่วนใหญ่จะใช้ในการบินและอวกาศและสนามทหาร
3. พลังงานไฮโดรเจน
ด้วยการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นของวิกฤตพลังงานทั่วโลกผู้คนกำลังพยายามแทนที่แหล่งพลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ซึ่งพลังงานไฮโดรเจนโดดเด่น อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายสูงและความปลอดภัยต่ำของการจัดเก็บไฮโดรเจนและการขนส่งขัดขวางการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบโลหะที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในเปลือกโลกอลูมิเนียมสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำในการผลิตไฮโดรเจนภายใต้สภาวะบางอย่างซึ่งเป็นวัสดุที่เก็บไฮโดรเจนในอุดมคติอย่างไรก็ตามเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันง่ายของพื้นผิวของอลูมิเนียมโลหะเพื่อสร้างฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์ที่มีปฏิกิริยากับสารประกอบ เพื่อดำเนินการต่อ [4] และโลหะแกลเลียมสามารถนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ การใช้วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมแกลเลียมช่วยแก้ปัญหาการเตรียมการอย่างรวดเร็วและการจัดเก็บที่ปลอดภัยและการขนส่งพลังงานไฮโดรเจนการปรับปรุงความปลอดภัยเศรษฐกิจและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
4. สาขาการแพทย์
แกลเลียมมักใช้ในสาขาการแพทย์เนื่องจากคุณสมบัติการแผ่รังสีที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งสามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพและยับยั้งเนื้องอกมะเร็ง สารประกอบแกลเลียมมีกิจกรรมต้านเชื้อราและต้านเชื้อแบคทีเรียที่เห็นได้ชัดและในที่สุดก็บรรลุการฆ่าเชื้อโดยการรบกวนการเผาผลาญของแบคทีเรีย และแกลเลียมอัลลอยด์สามารถใช้ทำเทอร์โมมิเตอร์เช่นเทอร์โมมิเตอร์ดีบุกแกลเลียมอินเดียมดีบุกโลหะผสมโลหะเหลวชนิดใหม่ที่ปลอดภัยไม่เป็นพิษและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้สัดส่วนของอัลลอยที่ใช้แกลเลียมบางส่วนแทนที่การผสมเงินแบบดั้งเดิมและใช้ในการใช้งานทางคลินิกเป็นวัสดุเติมทันตกรรมใหม่
3、 Outlook
แม้ว่าจีนจะเป็นหนึ่งในผู้ผลิตหลักของแกลเลียมในโลก แต่ก็ยังมีปัญหามากมายในอุตสาหกรรมแกลเลียมของจีน เนื่องจากมีเนื้อหาต่ำของแกลเลียมในฐานะแร่ธาตุสหายผู้ประกอบการผลิตแกลเลียมจึงกระจัดกระจายและมีการเชื่อมโยงที่อ่อนแอในห่วงโซ่อุตสาหกรรม กระบวนการขุดมีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงและกำลังการผลิตของแกลเลียมที่มีความสุขสูงนั้นค่อนข้างอ่อนแอส่วนใหญ่อาศัยการส่งออกแกลเลียมหยาบในราคาต่ำและนำเข้าแกลเลียมนำเข้าราคาสูง อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนและการประยุกต์อย่างกว้างขวางของแกลเลียมในสาขาข้อมูลและพลังงานความต้องการแกลเลียมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีการผลิตที่ค่อนข้างย้อนกลับของแกลเลียมที่มีความสุขสูงย่อมมีข้อ จำกัด ในการพัฒนาอุตสาหกรรมของจีนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีคุณภาพสูงในประเทศจีน
เวลาโพสต์: พฤษภาคม -17-2023