Mõista galliumi omadusi ja kasutusviise ühe minuti jooksul

Metalli galliumi omadused: elemendi sümbol Ga, aatomnumber 31, on IIIA-rühma metall. Tihedus on 5,904 g/cm³, sulamistemperatuur 29,76 °C (302,91 K, 85,57 °F) ja keemistemperatuur 2204 °C (2477 K, 3999 °F). Tahke gallium on sinine-hall ja vedel gallium on hõbevalge. Gallium on kõva ja rabe madalal temperatuuril, kuid sulab, kui see ületab toatemperatuuri, lahustub happes ja leelis, lahustub elavhõbedas veidi ja väga söövitav. Gallium on kuivas õhus suhteliselt stabiilne ja pinnale moodustub oksiidikile, et vältida jätkuvat oksüdeerumist, ja see kaotab niiskes õhus läike. Galliumi külmumispunkt on väga madal. Kui see muundatakse vedelikust tahkeks, on paisumiskiirus 3,1%. Gallium võib imbuda klaasi, nii et seda ei tohiks hoida klaasmahutites, vaid plastpakendites.

Galliumi esinemisseisund: galliumi sisaldus maakoores on 0,0015%. Galliumi levik looduses on suhteliselt hajutatud ja enamik neist eksisteerib seotud mineraalides, peamiselt boksiidis, ja väike kogus tina, volframis ja plii-tsingis.

Galliumi kasutamine: Praegu hõlmavad minu riigis metalli galliumi tarbimisväljad pooljuhte ja optoelektroonilisi materjale, päikeseelemente, sulameid, meditsiiniseadmeid, magnetmaterjale jne. Nende hulgas on pooljuhtide tööstus muutunud galliumi suurimaks tarbimisvaldkonnaks, moodustades umbes 80% kogutarbimisest. Galliumi, eriti pooljuhtide tööstuse ja päikesepatareide tööstuse järgneva rakendustööstuse kiire arenguga kasvab ka nõudlus metalli galliumi järele tulevikus pidevalt.

1.1 Pooljuhtmaterjalid

Gallium on haruldane metall, millel on madal sulamistemperatuur ja kõrge keemistemperatuur ning mida tuntakse kui "elektroonikatööstuse selgroogu". Galliumiühendid on kvaliteetsed pooljuhtmaterjalid ja neid kasutatakse laialdaselt optoelektroonikatööstuses ja mikrolainekommunikatsioonitööstuses mikrolaineside ja mikrolaine integratsiooni, infrapunaoptika ja infrapunatuvastusseadmete, integraallülituste, valgust kiirgavate dioodide jms valmistamiseks. Näiteks punane ja roheline tuli, mida näeme arvutites, eraldub galliumfosfiiddioodidest.

1.2 Päikeseelemendid

Galliumi kasutatakse päikesepatareide, näiteks galliumarseniid IIIV päikesepatareide valmistamisel, millel on hea kuumuskindlus, kiirguskindlus ja muud omadused ning nende fotoelektriline muundamiskiirus on väga kõrge.

1.3 Sulamid

Gallium ja indium, tallium, tina, vismut, tsink jne võivad moodustada rea madalasulatusega sulameid vahemikus 3 °C kuni 65 °C, mida kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks ja juhtimiseks, elavhõbedaasendajaid instrumentides, tuge helmeste operatsioonides ja metallkatteid. Jahutusahelad kihtidele, elektroonikale ja tuumatööstusele. Näiteks 25% indiumit sisaldav galliumisulam on madala sulamistemperatuuri sulam, mis sulab 16 °C juures ja mida saab kasutada automaatsetes tulekustutusseadmetes. Gallium ja vask, nikkel, tina, kuld jne võivad moodustada külma voolu, mis sobib raskesti keevitatavate erikujuliste õhukeste seinte jaoks, metallide külma keevitamise ning keraamika ja õõnsuste blokeerimise vahel.

1.4 Meditsiinivaldkond

Galliumi saab kasutada meditsiinilises diagnostikas, näiteks galliumtsitraadi (67Ga) kasutamisel kopsu- ja maksavähi diagnoosimiseks. Galliumi sulameid saab kasutada ka meditsiiniseadmetele ja meditsiinilistele materjalidele, näiteks galliumisulamite kasutamine hamba täitematerjalidena, "indium galliumisulamite" kasutamine termomeetrite valmistamiseks jne.