Ekziston një lloj metali që është shumë magjik.Në jetën e përditshme, ai shfaqet në formë të lëngshme si merkuri.Nëse e hidhni mbi një kanaçe, do të habiteni kur do të zbuloni se shishja bëhet e brishtë si letra dhe do të thyhet vetëm me një therje.Përveç kësaj, hedhja e tij në metale si bakri dhe hekuri shkakton edhe këtë situatë, e cila mund të quhet "terminator metalik".Çfarë e bën atë të ketë karakteristika të tilla?Sot do të hyjmë në botën e galiumit metalik.
1, Cili është elementimetal galium
Elementi i galiumit është në grupin IIIA të periudhës së katërt në tabelën periodike të elementeve.Pika e shkrirjes së galiumit të pastër është shumë e ulët, vetëm 29,78 ℃, por pika e vlimit është aq e lartë sa 2204,8 ℃.Në verë, pjesa më e madhe e tij ekziston si lëng dhe mund të shkrihet kur vendoset në pëllëmbë.Nga vetitë e mësipërme, mund të kuptojmë se galiumi mund të gërryejë metale të tjera pikërisht për shkak të pikës së tij të ulët të shkrirjes.Galiumi i lëngshëm formon lidhje me metale të tjera, që është fenomeni magjik i përmendur më parë.Përmbajtja e tij në koren e Tokës është vetëm rreth 0,001%, dhe ekzistenca e tij nuk u zbulua deri 140 vjet më parë.Në 1871, kimisti rus Mendeleev përmblodhi tabelën periodike të elementeve dhe parashikoi se pas zinkut, ekziston edhe një element poshtë aluminit, i cili ka veti të ngjashme me aluminin dhe quhet "element i ngjashëm me aluminin".Në 1875, kur shkencëtari francez Bowabordland po studionte ligjet e linjës spektrale të elementëve metalikë të së njëjtës familje, ai gjeti një brez të çuditshëm drite në sfaleritin (ZnS), kështu që ai gjeti këtë "element të ngjashëm me aluminin" dhe më pas e quajti atë sipas atdheut të tij. Franca (Gaul, Latin Gallia), me simbolin Ga për të përfaqësuar këtë element, kështu që galiumi u bë elementi i parë i parashikuar në historinë e zbulimit të elementeve kimike, dhe më pas gjeti elementin e konfirmuar në eksperimente.
Galiumi shpërndahet kryesisht në Kinë, Gjermani, Francë, Australi, Kazakistan dhe vende të tjera në botë, nga të cilat rezervat e burimeve të galiumit të Kinës përbëjnë më shumë se 95% të totalit botëror, të shpërndara kryesisht në Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi. dhe vende të tjera [1].Për sa i përket llojit të shpërndarjes, Shanxi, Shandong dhe vende të tjera kryesisht ekzistojnë në boksit, Yunnan dhe vende të tjera në xeherorin e kallajit, dhe Hunan dhe vende të tjera kryesisht ekzistojnë në sfalerit.Në fillim të zbulimit të metalit galium, për shkak të mungesës së hulumtimeve përkatëse për aplikimin e tij, njerëzit gjithmonë kanë besuar se ai është një metal me përdorshmëri të ulët.Megjithatë, me zhvillimin e vazhdueshëm të teknologjisë së informacionit dhe epokës së energjisë së re dhe teknologjisë së lartë, metali galium ka marrë vëmendjen si një material i rëndësishëm në fushën e informacionit dhe kërkesa e tij gjithashtu është rritur shumë.
2, Fushat e Aplikimit të Galiumit Metal
1. Fusha gjysmëpërçuese
Galiumi përdoret kryesisht në fushën e materialeve gjysmëpërçuese, ku materiali i arsenidit të galiumit (GaAs) është më i përdoruri dhe teknologjia është më e pjekura.Si bartës i shpërndarjes së informacionit, materialet gjysmëpërçuese përbëjnë 80% deri në 85% të konsumit total të galiumit, i përdorur kryesisht në komunikimin pa tel.Përforcuesit e fuqisë së arsenidit të galiumit mund të rrisin shpejtësinë e transmetimit të komunikimit deri në 100 herë më shumë se ajo e rrjeteve 4G, gjë që mund të luajë një rol të rëndësishëm në hyrjen në epokën 5G.Për më tepër, galiumi mund të përdoret si një mjet për shpërndarjen e nxehtësisë në aplikimet gjysmëpërçuese për shkak të karakteristikave të tij termike, pikës së ulët të shkrirjes, përçueshmërisë së lartë termike dhe performancës së mirë të rrjedhës.Aplikimi i metalit të galiumit në formën e një aliazhi me bazë galiumi në materialet e ndërfaqes termike mund të përmirësojë aftësinë e shpërndarjes së nxehtësisë dhe efikasitetin e komponentëve elektronikë.
2. Qelizat diellore
Zhvillimi i qelizave diellore ka kaluar nga qelizat diellore të hershme monokristaline të silikonit në qelizat polikristaline të filmit të hollë të silikonit.Për shkak të kostos së lartë të qelizave polikristaline të filmit të hollë të silikonit, studiuesit kanë zbuluar qeliza të filmit të hollë bakri indium galium selenium (CIGS) në materiale gjysmëpërçuese [3].Qelizat CIGS kanë avantazhet e kostove të ulëta të prodhimit, prodhimit të grupeve të mëdha dhe shkallës së lartë të konvertimit fotoelektrik, duke pasur kështu perspektiva të gjera zhvillimi.Së dyti, qelizat diellore të arsenidit të galiumit kanë avantazhe të rëndësishme në efikasitetin e konvertimit në krahasim me qelizat me film të hollë të prodhuara nga materiale të tjera.Megjithatë, për shkak të kostos së lartë të prodhimit të materialeve të arsenidit të galiumit, ato aktualisht përdoren kryesisht në fushën e hapësirës ajrore dhe ushtarake.
3. Energjia e hidrogjenit
Me rritjen e ndërgjegjësimit për krizën energjetike në të gjithë botën, njerëzit po kërkojnë të zëvendësojnë burimet e energjisë jo të rinovueshme, ndër të cilat spikat energjia e hidrogjenit.Megjithatë, kostoja e lartë dhe siguria e ulët e ruajtjes dhe transportit të hidrogjenit pengojnë zhvillimin e kësaj teknologjie.Si elementi metalik më i bollshëm në kore, alumini mund të reagojë me ujin për të prodhuar hidrogjen në kushte të caktuara, i cili është një material ideal për ruajtjen e hidrogjenit, megjithatë, për shkak të oksidimit të lehtë të sipërfaqes së metalit të aluminit për të formuar një film të dendur të oksidit të aluminit. , i cili pengon reaksionin, studiuesit kanë zbuluar se galiumi metalik me pikë të ulët shkrirjeje mund të formojë një aliazh me alumin, dhe galiumi mund të shpërndajë shtresën e sipërfaqes së oksidit të aluminit, duke lejuar që reaksioni të vazhdojë [4] dhe galiumi metalik mund të riciklohet dhe ripërdoret .Përdorimi i materialeve të aliazhit të galiumit të aluminit zgjidh në masë të madhe problemin e përgatitjes së shpejtë dhe ruajtjes dhe transportit të sigurt të energjisë së hidrogjenit, duke përmirësuar sigurinë, ekonominë dhe mbrojtjen e mjedisit.
4. Fusha mjekësore
Galiumi përdoret zakonisht në fushën mjekësore për shkak të vetive unike të rrezatimit, të cilat mund të përdoren për imazhe dhe frenim të tumoreve malinje.Përbërjet e galiumit kanë aktivitete të dukshme antifungale dhe antibakteriale, dhe në fund arrijnë sterilizimin duke ndërhyrë në metabolizmin bakterial.Dhe lidhjet e galiumit mund të përdoren për të bërë termometra, të tillë si termometrat e kallajit me galium indium, një lloj i ri aliazh metalik të lëngshëm që është i sigurt, jo toksik dhe miqësor me mjedisin dhe mund të përdoret për të zëvendësuar termometrat toksikë me merkur.Përveç kësaj, një pjesë e caktuar e aliazhit me bazë galiumi zëvendëson amalgamën tradicionale të argjendit dhe përdoret në aplikimet klinike si një material i ri mbushës dentar.
3, Outlook
Edhe pse Kina është një nga prodhuesit kryesorë të galiumit në botë, ka ende shumë probleme në industrinë e galiumit në Kinë.Për shkak të përmbajtjes së ulët të galiumit si mineral shoqërues, ndërmarrjet e prodhimit të galiumit janë të shpërndara dhe ka hallka të dobëta në zinxhirin industrial.Procesi i minierave ka ndotje serioze mjedisore dhe kapaciteti i prodhimit të galiumit me pastërti të lartë është relativisht i dobët, kryesisht duke u mbështetur në eksportimin e galiumit të trashë me çmime të ulëta dhe importimin e galiumit të rafinuar me çmime të larta.Megjithatë, me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, përmirësimin e standardeve të jetesës së njerëzve dhe aplikimin e gjerë të galiumit në fushat e informacionit dhe energjisë, kërkesa për galium gjithashtu do të rritet me shpejtësi.Teknologjia relativisht e prapambetur e prodhimit të galiumit me pastërti të lartë në mënyrë të pashmangshme do të ketë kufizime në zhvillimin industrial të Kinës.Zhvillimi i teknologjive të reja ka një rëndësi të madhe për arritjen e zhvillimit me cilësi të lartë të shkencës dhe teknologjisë në Kinë.
Koha e postimit: Maj-17-2023