מעטאַל טערמינאַטאָר – גאַליום

עס איז דא א סארט מעטאל וואס איז זייער מאגיש. אין טעגליכן לעבן, ערשיינט עס אין פליסיגער פארעם ווי קוועקזילבער. אויב איר ווארפט עס אויף א קען, וועט איר זיין איבערראשט צו זען אז די פלאש ווערט אזוי שוואך ווי פאפיר, און עס וועט צעברעכן מיט נאר א שטופ. דערצו, ווארפט עס אויף מעטאלן ווי קופער און אייזן אויך פאראורזאכט די סיטואציע, וואס קען גערופן ווערן דער "מעטאל טערמינאטאר". וואס פאראורזאכט אז עס האט אזעלכע אייגנשאפטן? היינט וועלן מיר אריינגיין אין דער וועלט פון מעטאל גאליום.

1. וואָסער עלעמענט איזגאַליום מעטאַל

גאליום איז דער עלעמענט אין דער פערטער פעריאד IIIA גרופע אין דער פעריאדישער טאבעלע פון ​​עלעמענטן. דער שמעלץ-פונקט פון ריינעם גאליום איז זייער נידעריג, נאר 29.78 ℃, אבער דער קאך-פונקט איז אזוי הויך ווי 2204.8 ℃. אין זומער עקזיסטירט רוב דערפון אלס א פליסיגקייט און קען ווערן צעשמעלצט ווען מען לייגט עס אין דער האנטפלאך. פון די אויבנדערמאנטע אייגנשאפטן קענען מיר פארשטיין אז גאליום קען פארראטן אנדערע מעטאלן דווקא צוליב זיין נידעריגן שמעלץ-פונקט. פליסיגער גאליום פארמירט צומישן מיט אנדערע מעטאלן, וואס איז די מאגישע דערשיינונג וואס איז פריער דערמאנט געווארן. זיין אינהאלט אין דער ערד'ס קראסט איז נאר בערך 0.001%, און זיין עקזיסטענץ איז ערשט אנטדעקט געווארן פאר 140 יאר צוריק. אין 1871, האט דער רוסישער כעמיקער מענדעלעעוו צוזאמענגענומען די פעריאדישע טאבעלע פון ​​עלעמענטן און פאראויסגעזאגט אז נאך צינק, איז דא אויך אן עלעמענט אונטער אלומיניום, וואס האט ענליכע אייגנשאפטן צו אלומיניום און ווערט גערופן אן "אלומיניום-ענלעכער עלעמענט". אין 1875, ווען דער פראנצויזישער וויסנשאפטלער באוואבאָרדלאַנד האָט שטודירט די ספּעקטראַלע ליניע געזעצן פון מעטאַל עלעמענטן פון דער זעלבער משפּחה, האָט ער געפֿונען אַ מאָדנע ליכטיקע באַנד אין ספאַלעריט (ZnS), אַזוי האָט ער געפֿונען דעם "אַלומינום-ענלעכן עלעמענט", און דערנאָך האָט ער עס געגעבן דעם נאָמען נאָך זײַן מוטערלאַנד פֿראַנקרײַך (גאַל, לאַטיין גאַליאַ), מיטן סימבאָל Ga צו רעפּרעזענטירן דעם עלעמענט, אַזוי איז גאַליום געוואָרן דער ערשטער עלעמענט פֿאָרויסגעזאָגט אין דער געשיכטע פֿון כעמישע עלעמענטן ענטדעקונג, און דערנאָך געפֿונען דעם באַשטעטיקטן עלעמענט אין עקספּערימענטן.

גאליום ווערט מערסטנס פארשפרייט אין כינע, דייטשלאנד, פראנקרייך, אויסטראליע, קאזאכסטאן און אנדערע לענדער אין דער וועלט, פון וועלכע כינע'ס גאליום רעסורס רעזערוון מאכן אויס מער ווי 95% פון דער וועלט'ס גאנצער, מערסטנס פארשפרייט אין שאנשי, גויזשאו, יונאן, הענאַן, גואַנגקסי און אנדערע ערטער [1]. אין טערמינען פון פארשפרייטונג טיפ, שאנשי, שאַנדאָנג און אנדערע ערטער עקזיסטירן מערסטנס אין באָקסיט, יונאן און אנדערע ערטער אין צין ערץ, און הונאַן און אנדערע ערטער עקזיסטירן מערסטנס אין ספאַלעריט. אין אָנהייב פון דער ענטדעקונג פון גאליום מעטאַל, צוליב דעם מאַנגל פון קאָרעספּאָנדירנדיקער פאָרשונג אויף זיין אַפּליקאַציע, האָבן מענטשן שטענדיק געגלויבט אַז עס איז אַ מעטאַל מיט נידעריקע נוצלעכקייט. אָבער, מיט דער קעסיידערדיקער אַנטוויקלונג פון אינפֿאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע און דער תקופה פון נייַער ענערגיע און הויך-טעק, האט גאליום מעטאַל באַקומען ופֿמערקזאַמקייט ווי אַ וויכטיק מאַטעריאַל אין דעם אינפֿאָרמאַציע פעלד, און זיין פאָדערונג איז אויך שטאַרק געוואקסן.

2, אַפּליקאַציע פעלדער פון מעטאַל גאַליום

1. האַלב-קאָנדוקטאָר פעלד

גאליום ווערט בעיקר גענוצט אין דעם פעלד פון האלב-קאנדוקטאר מאטעריאלן, מיט גאליום ארסעניד (GaAs) מאטעריאל אלס דאס מערסט גענוצטע און די טעכנאלאגיע איז די מערסט אויסגעארבעטע. אלס א טרעגער פון אינפארמאציע פארשפרייטונג, מאכן האלב-קאנדוקטאר מאטעריאלן אויס 80% ביז 85% פון דעם גאנצן קאנסומאציע פון ​​גאליום, בעיקר גענוצט אין דראטלאזער קאמוניקאציע. גאליום ארסעניד מאכט פארשטארקערס קענען פארגרעסערן קאמוניקאציע טראנסמיסיע גיכקייט צו 100 מאל די פון 4G נעטוואורקס, וואס קען שפילן א וויכטיגע ראלע אין אריינגיין אין דער 5G תקופה. דערצו, קען גאליום ווערן גענוצט אלס א היץ פארשווינדונג מיטל אין האלב-קאנדוקטאר אפליקאציעס צוליב זיינע טערמישע אייגנשאפטן, נידעריגע שמעלץ פונקט, הויכע טערמישע קאנדוקטיוויטעט, און גוטע שטראם פערפארמענס. אנווענדן גאליום מעטאל אין דער פארעם פון א גאליום באזירטע צומיש אין טערמישע אינטערפייס מאטעריאלן קען פארבעסערן די היץ פארשווינדונג מעגלעכקייט און עפעקטיווקייט פון עלעקטראנישע קאמפאנענטן.

2. זונ - צעלן

די אַנטוויקלונג פון זונ - צעלן איז געגאַנגען פֿון די פֿריִע מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן זונ - צעלן צו פּאָליקריסטאַלין סיליקאָן דין-פֿילם צעלן. צוליב די הויכע קאָסטן פֿון פּאָליקריסטאַלין סיליקאָן דין-פֿילם צעלן, האָבן פֿאָרשער אַנטדעקט קופּער-אינדיום גאַליום סעלעניום דין-פֿילם (CIGS) צעלן אין האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן [3]. CIGS צעלן האָבן די מעלות פֿון נידעריקע פּראָדוקציע קאָסטן, גרויסע באַטש פּראָדוקציע, און הויכע פֿאָטאָ-עלעקטרישע קאָנווערסיע קורס, אַזוי האָבן זיי ברייטע אַנטוויקלונג פּראַספּעקטן. צווייטנס, גאַליום אַרסעניד זונ - צעלן האָבן באַדייטנדיקע מעלות אין קאָנווערסיע עפֿעקטיווקייט קאַמפּערד צו דין-פֿילם צעלן געמאַכט פֿון אַנדערע מאַטעריאַלן. אָבער, צוליב די הויכע פּראָדוקציע קאָסטן פֿון גאַליום אַרסעניד מאַטעריאַלן, ווערן זיי איצט דער עיקר געניצט אין די לופֿט- און מיליטערישע פֿעלדער.

3. וואַסערשטאָף ענערגיע

מיטן וואקסנדיקן באוואוסטזיין וועגן דעם ענערגיע קריזיס איבער דער גארער וועלט, זוכן מענטשן צו פארטרעטן נישט-באנייבארע ענערגיע קוועלער, פון וועלכע וואסערשטאף ענערגיע שטייט ארויס. אבער, די הויכע קאסטן און נידעריגע זיכערהייט פון וואסערשטאף סטאָרידזש און טראנספארטאציע שטערן די אנטוויקלונג פון דעם טעכנאלאגיע. אלס דער מערסט פארשפרייטער מעטאל עלעמענט אין דער קראסט, קען אלומיניום רעאגירן מיט וואסער צו פראדוצירן וואסערשטאף אונטער געוויסע באדינגונגען, וואס איז אן אידעאלער וואסערשטאף סטאָרידזש מאטעריאל. אבער, צוליב דער גרינגער אקסידאציע פון ​​דער ייבערפלאך פון מעטאל אלומיניום צו פארמירן א דיכטן אלומיניום אקסייד פילם, וואס אינהיבירט די רעאקציע, האבן פארשער געפונען אז נידעריגער שמעלץ פונקט מעטאל גאליום קען פארמירן א צומיש מיט אלומיניום, און גאליום קען אויפלעזן די ייבערפלאך אלומיניום אקסייד באדעקונג, ערלויבנדיק די רעאקציע צו פארגיין [4], און דער מעטאל גאליום קען ווערן ריסייקלט און ווידערגעניצט. די נוצן פון אלומיניום גאליום צומיש מאטעריאלן לייזט שטארק דאס פראבלעם פון שנעלער צוגרייטונג און זיכערער סטאָרידזש און טראנספארטאציע פון ​​וואסערשטאף ענערגיע, פארבעסערנדיק זיכערהייט, עקאנאמיע, און סביבה שוץ.

4. מעדיציניש פעלד

גאליום ווערט אָפט גענוצט אין מעדיצינישן פעלד צוליב זיינע אייגנאַרטיקע ראַדיאַציע אייגנשאַפטן, וואָס קענען גענוצט ווערן פֿאַר בילדגעבונג און פֿאַרהיטן בייזאַרטיקע טומאָרן. גאליום קאַמפּאַונדז האָבן קלאָרע אַנטיפונגאַל און אַנטיבאַקטיריעל אַקטיוויטעטן, און לעסאָף דערגרייכן סטעריליזאַציע דורך ינטערפיראַנס מיט באַקטיריעלן מעטאַבאָליזם. און גאליום אַלויז קענען גענוצט ווערן צו מאַכן טערמאָמעטערס, אַזאַ ווי גאליום-ינדיום צין טערמאָמעטערס, אַ נייַ טיפּ פון פליסיק מעטאַל אַלויז וואָס איז זיכער, נישט-טאַקסיק און סביבה-פרייַנדלעך, און קען גענוצט ווערן צו פאַרבייַטן טאַקסיק קוועקזילבער טערמאָמעטערס. אין דערצו, אַ געוויסע פּראָפּאָרציע פון ​​גאליום-באַזירט אַלויז פאַרבייַט די טראַדיציאָנעלע זילבער אַמאַלגאַם און ווערט גענוצט אין קלינישע אַפּלאַקיישאַנז ווי אַ נייַ דענטאַל פילונג מאַטעריאַל.

3. אויסזיכט

כאָטש כינע איז איינע פון ​​די הויפּט פּראָדוצירער פון גאַליום אין דער וועלט, זענען נאָך דאָ פילע פּראָבלעמען אין כינעס גאַליום אינדוסטריע. צוליב דעם נידעריקן אינהאַלט פון גאַליום ווי אַ באַגלייטער מינעראַל, זענען גאַליום פּראָדוקציע אונטערנעמונגען צעוואָרפן, און עס זענען דאָ שוואַכע לינקס אין דער אינדוסטריעלער קייט. דער מינערייַ פּראָצעס האט ערנסטע ענווייראָנמענטאַלע פאַרפּעסטיקונג, און די פּראָדוקציע קאַפּאַציטעט פון הויך-ריינקייט גאַליום איז לעפיערעך שוואַך, דער הויפּט פאַרלאָזנדיק זיך אויף עקספּאָרטירן גראָב גאַליום צו נידעריקע פּרייזן און אימפּאָרטירן ראַפינירט גאַליום צו הויכע פּרייזן. אָבער, מיט דער אַנטוויקלונג פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע, דער פֿאַרבעסערונג פון מענטשנס לעבן סטאַנדאַרדן, און די ברייטע אַפּליקאַציע פון ​​גאַליום אין די פעלדער פון אינפֿאָרמאַציע און ענערגיע, וועט די פאָדערונג פֿאַר גאַליום אויך שנעל וואַקסן. די לעפיערעך צוריקגעשטאַנע פּראָדוקציע טעכנאָלאָגיע פון ​​הויך-ריינקייט גאַליום וועט אַוווידאַבאַל האָבן באַגרענעצונגען אויף כינעס אינדוסטריעלער אַנטוויקלונג. אַנטוויקלען נייע טעכנאָלאָגיעס איז פון גרויס וויכטיקייט פֿאַר דערגרייכן הויך-קוואַליטעט אַנטוויקלונג פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע אין כינע.