मेटल टर्मिनेटर - गॅलियम

एक प्रकारची धातू आहे जी खूप जादुई आहे. दैनंदिन जीवनात, हे पारा सारख्या द्रव स्वरूपात दिसते. जर आपण ते एका कॅनवर सोडले तर बाटली कागदाप्रमाणे नाजूक होते हे पाहून आपल्याला आश्चर्य वाटेल आणि ते फक्त एका पोकसह खंडित होईल. याव्यतिरिक्त, तांबे आणि लोह यासारख्या धातूंवर सोडण्यामुळे ही परिस्थिती देखील उद्भवते, ज्याला “मेटल टर्मिनेटर” म्हटले जाऊ शकते. त्यात अशी वैशिष्ट्ये कशामुळे होतात? आज आपण मेटल गॅलियमच्या जगात प्रवेश करू.

1 、 कोणता घटक आहेगॅलियम मेटल

गॅलियम घटक घटकांच्या नियतकालिक सारणीमध्ये चौथ्या कालावधीच्या IIIA गटात आहे. शुद्ध गॅलियमचा वितळणारा बिंदू खूपच कमी आहे, केवळ 29.78 ℃, परंतु उकळत्या बिंदू 2204.8 ℃ पर्यंत उच्च आहे. उन्हाळ्यात, त्यातील बहुतेक द्रव म्हणून अस्तित्वात असते आणि तळहातावर ठेवल्यास वितळले जाऊ शकते. वरील गुणधर्मांमधून, आम्ही समजू शकतो की गॅलियम त्याच्या कमी वितळण्याच्या बिंदूमुळे इतर धातूंचे तंतोतंत कोरोड करू शकते. लिक्विड गॅलियम इतर धातूंसह मिश्र धातु तयार करते, जे आधी नमूद केलेली जादूची घटना आहे. पृथ्वीच्या कवचातील त्याची सामग्री केवळ 0.001%आहे आणि त्याचे अस्तित्व 140 वर्षांपूर्वीपर्यंत सापडले नाही. १7171१ मध्ये, रशियन रसायनशास्त्रज्ञ मेंडेलिव्हने घटकांच्या नियमित सारणीचा सारांश दिला आणि असा अंदाज लावला की जस्त नंतर, अ‍ॅल्युमिनियमच्या खाली एक घटक देखील आहे, ज्यामध्ये अ‍ॅल्युमिनियमसारखेच गुणधर्म आहेत आणि त्याला “एल्युमिनियम सारखे एल्युमिनियम” म्हणतात. १7575 In मध्ये, जेव्हा फ्रेंच वैज्ञानिक बॉबॉर्डलँड एकाच कुटुंबातील धातूच्या घटकांच्या वर्णक्रमीय रेषेच्या कायद्याचा अभ्यास करीत होता, तेव्हा त्याला स्पॅलेराइट (झेडएनएस) मध्ये एक विचित्र लाइट बँड सापडला, म्हणून त्याला हे "एल्युमिनियम घटकांसारखे" सापडले, आणि नंतर त्याच्या मातृभूमीचे नाव दिले गेले आणि या घटकाचे प्रतिनिधित्व केले गेले आणि त्यातील प्रथमच गॅलियमचे प्रतिनिधित्व केले. प्रयोग.

गॅलियम प्रामुख्याने चीन, जर्मनी, फ्रान्स, ऑस्ट्रेलिया, कझाकस्तान आणि जगातील इतर देशांमध्ये वितरित केले जाते, त्यापैकी चीनच्या गॅलियम रिसोर्सचा साठा जगातील एकूण 95% पेक्षा जास्त आहे, मुख्यत: शांक्सी, गुईझो, युन्नान, हेनान, गुआंग्सी आणि इतर ठिकाणी वितरित केला गेला आहे [1]. वितरण प्रकाराच्या बाबतीत, शांक्सी, शेंडोंग आणि इतर ठिकाणी मुख्यत: बॉक्साइट, युन्नान आणि कथील धातूमधील इतर ठिकाणी अस्तित्त्वात आहेत आणि हुनान आणि इतर ठिकाणी मुख्यतः स्पॅलेराइटमध्ये अस्तित्वात आहे. गॅलियम मेटलच्या शोधाच्या सुरूवातीस, त्याच्या अनुप्रयोगावरील संबंधित संशोधनाच्या अभावामुळे, लोक नेहमीच असा विश्वास ठेवतात की ते कमी उपयोगिता असलेली धातू आहे. तथापि, माहिती तंत्रज्ञानाचा सतत विकास आणि नवीन उर्जा आणि उच्च-तंत्रज्ञानाच्या युगामुळे, गॅलियम मेटलला माहिती क्षेत्रातील एक महत्त्वपूर्ण सामग्री म्हणून लक्ष वेधले गेले आहे आणि त्याची मागणी देखील मोठ्या प्रमाणात वाढली आहे.

2 、 मेटल गॅलियमची अनुप्रयोग फील्ड

1. सेमीकंडक्टर फील्ड

गॅलियम प्रामुख्याने सेमीकंडक्टर मटेरियलच्या क्षेत्रात वापरला जातो, गॅलियम आर्सेनाइड (जीएएएस) सामग्री सर्वात जास्त प्रमाणात वापरली जाते आणि तंत्रज्ञान सर्वात परिपक्व आहे. माहिती प्रसाराचे वाहक म्हणून, सेमीकंडक्टर मटेरियलमध्ये गॅलियमच्या एकूण वापराच्या 80% ते 85% आहे, मुख्यत: वायरलेस संप्रेषणात वापरल्या जातात. गॅलियम आर्सेनाइड पॉवर एम्पलीफायर कम्युनिकेशन ट्रान्समिशनची गती 4 जी नेटवर्कपेक्षा 100 पट वाढवू शकते, जे 5 जी युगात प्रवेश करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावू शकते. शिवाय, गॅलियमचा वापर सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगांमध्ये उष्णता अपव्यय माध्यम म्हणून केला जाऊ शकतो ज्यामुळे थर्मल वैशिष्ट्ये, कमी वितळण्याचे बिंदू, उच्च थर्मल चालकता आणि चांगल्या प्रवाहाच्या कामगिरीमुळे. थर्मल इंटरफेस मटेरियलमध्ये गॅलियम आधारित अलॉयच्या स्वरूपात गॅलियम मेटल लागू केल्याने उष्णता अपव्यय क्षमता आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांची कार्यक्षमता सुधारू शकते.

2. सौर पेशी

सौर पेशींचा विकास लवकर मोनोक्रिस्टलिन सिलिकॉन सौर पेशींपासून पॉलीक्रिस्टलिन सिलिकॉन पातळ फिल्म पेशीपर्यंत गेला आहे. पॉलीक्रिस्टलिन सिलिकॉन पातळ फिल्म पेशींच्या उच्च किंमतीमुळे, संशोधकांना सेमीकंडक्टर मटेरियल [3] मधील कॉपर इंडियम गॅलियम सेलेनियम पातळ फिल्म (सीआयजीएस) पेशी सापडल्या आहेत. सीआयजीएस पेशींमध्ये कमी उत्पादन खर्च, मोठ्या बॅच उत्पादन आणि उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दराचे फायदे आहेत, ज्यामुळे व्यापक विकासाची शक्यता असते. दुसरे म्हणजे, गॅलियम आर्सेनाइड सौर पेशींचे इतर सामग्रीपासून बनविलेले पातळ फिल्म पेशींच्या तुलनेत रूपांतरण कार्यक्षमतेत महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत. तथापि, गॅलियम आर्सेनाइड सामग्रीच्या उच्च उत्पादन खर्चामुळे, ते सध्या प्रामुख्याने एरोस्पेस आणि लष्करी क्षेत्रात वापरले जातात.

3. हायड्रोजन ऊर्जा

जगभरातील उर्जेच्या संकटाची वाढती जागरूकता असल्याने, लोक नूतनीकरणयोग्य उर्जा स्त्रोत पुनर्स्थित करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत, त्यापैकी हायड्रोजन ऊर्जा उभी आहे. तथापि, हायड्रोजन स्टोरेज आणि वाहतुकीची उच्च किंमत आणि कमी सुरक्षा या तंत्रज्ञानाच्या विकासास अडथळा आणते. क्रस्टमधील सर्वात विपुल धातूचा घटक म्हणून, अॅल्युमिनियम विशिष्ट परिस्थितीत हायड्रोजन तयार करण्यासाठी पाण्याशी प्रतिक्रिया देऊ शकते, जे एक आदर्श हायड्रोजन स्टोरेज सामग्री आहे, तथापि, धातूच्या अॅल्युमिनियमच्या पृष्ठभागाच्या सुलभ ऑक्सिडेशनमुळे दाट अल्युमिनियम ऑक्साईड फिल्म बनू शकते, ज्यामुळे कमी वितळणार्‍या धातूच्या गॅलियममुळे अल्युमला अलौकिक बनू शकते. प्रतिक्रिया पुढे जाण्यास अनुमती देणे []] आणि मेटल गॅलियमचे पुनर्वापर आणि पुन्हा वापरले जाऊ शकते. अ‍ॅल्युमिनियम गॅलियम अ‍ॅलोय मटेरियलचा वापर जलद तयारी आणि हायड्रोजन उर्जेची सुरक्षितता आणि सुरक्षितता, अर्थव्यवस्था आणि पर्यावरणीय संरक्षण सुधारण्याची समस्या मोठ्या प्रमाणात सोडवते.

4. वैद्यकीय क्षेत्र

गॅलियम सामान्यत: वैद्यकीय क्षेत्रात त्याच्या अद्वितीय रेडिएशन गुणधर्मांमुळे वापरला जातो, जो इमेजिंग आणि घातक ट्यूमरला प्रतिबंधित करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो. गॅलियम संयुगांमध्ये स्पष्ट अँटीफंगल आणि बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा क्रियाकलाप असतात आणि शेवटी बॅक्टेरियाच्या चयापचयात हस्तक्षेप करून नसबंदी प्राप्त होते. आणि गॅलियम मिश्रधातू थर्मामीटर तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात, जसे गॅलियम इंडियम टिन थर्मामीटर, एक नवीन प्रकारचे लिक्विड मेटल मिश्र धातु जे सुरक्षित, विषारी आणि पर्यावरणास अनुकूल आहे आणि विषारी पारा थर्मोमीटर बदलण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, गॅलियम आधारित मिश्र धातुचे विशिष्ट प्रमाण पारंपारिक चांदीचे एकत्रीकरण बदलते आणि क्लिनिकल अनुप्रयोगांमध्ये नवीन दंत भरण्याची सामग्री म्हणून वापरले जाते.

3 、 आउटलुक

जरी चीन जगातील गॅलियमचे मुख्य उत्पादक आहे, तरीही चीनच्या गॅलियम उद्योगात अजूनही बर्‍याच समस्या आहेत. सोबती खनिज म्हणून गॅलियमच्या कमी सामग्रीमुळे, गॅलियम उत्पादन उपक्रम विखुरलेले आहेत आणि औद्योगिक साखळीत कमकुवत दुवे आहेत. खाण प्रक्रियेमध्ये पर्यावरणीय प्रदूषण गंभीर आहे आणि उच्च-शुद्धता गॅलियमची उत्पादन क्षमता तुलनेने कमकुवत आहे, मुख्यत: कमी किंमतीत खडबडीत गॅलियम निर्यात करण्यावर आणि उच्च किंमतीत परिष्कृत गॅलियम आयात करण्यावर अवलंबून असते. तथापि, विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, लोकांच्या जीवनमान सुधारणे आणि माहिती आणि उर्जा क्षेत्रात गॅलियमचा व्यापक वापर केल्यामुळे गॅलियमची मागणी देखील वेगाने वाढेल. उच्च-शुद्धता गॅलियमच्या तुलनेने मागास उत्पादन तंत्रज्ञानाची चीनच्या औद्योगिक विकासावर अपरिहार्यपणे अडचणी येतील. चीनमधील विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाचा उच्च-गुणवत्तेचा विकास साध्य करण्यासाठी नवीन तंत्रज्ञान विकसित करणे खूप महत्त्व आहे.