Kuna aina ya chuma ambayo ni ya kichawi sana. Katika maisha ya kila siku, inaonekana katika hali ya kioevu kama zebaki. Ukiidondosha kwenye mkebe, utashangaa kupata kwamba chupa inakuwa tete kama karatasi, na itavunjika kwa mkupuo tu. Kwa kuongeza, kuiacha kwenye metali kama vile shaba na chuma pia husababisha hali hii, ambayo inaweza kuitwa "terminator ya chuma". Ni nini kinachosababisha kuwa na sifa kama hizo? Leo tutaingia kwenye ulimwengu wa gallium ya chuma.
1. Ni kipengele ganichuma cha galliamu
Kipengele cha Galliamu kiko katika kundi la IIIA la kipindi cha nne katika jedwali la mara kwa mara la vipengele. Kiwango myeyuko cha gallium safi ni cha chini sana, ni 29.78 ℃ tu, lakini kiwango cha mchemko ni cha juu kama 2204.8 ℃. Katika majira ya joto, nyingi huwa kama kioevu na zinaweza kuyeyuka wakati zimewekwa kwenye kiganja. Kutoka kwa sifa zilizo hapo juu, tunaweza kuelewa kwamba galliamu inaweza kuharibu metali nyingine kwa usahihi kwa sababu ya kiwango chake cha chini cha kuyeyuka. Galiamu ya kioevu huunda aloi na metali zingine, ambayo ni jambo la kichawi lililotajwa hapo awali. Yaliyomo kwenye ukoko wa Dunia ni karibu 0.001% tu, na uwepo wake haukugunduliwa hadi miaka 140 iliyopita. Mnamo 1871, mwanakemia wa Kirusi Mendeleev alifupisha jedwali la mara kwa mara la vipengele na alitabiri kwamba baada ya zinki, pia kuna kipengele chini ya alumini, ambayo ina mali sawa na alumini na inaitwa "alumini kama kipengele". Mnamo 1875, mwanasayansi wa Ufaransa Bowabordland alipokuwa akisoma sheria za mstari wa spectral wa vitu vya chuma vya familia moja, alipata bendi ya ajabu ya sphalerite (ZnS), kwa hivyo alipata "kipengee kama cha aluminium", kisha akakiita jina la nchi yake. Ufaransa (Gaul, Kilatini Gallia), na alama ya Ga kuwakilisha kipengele hiki, hivyo gallium ikawa kipengele cha kwanza kilichotabiriwa katika historia ya ugunduzi wa kipengele cha kemikali, na kisha kupatikana kipengele kilichothibitishwa katika majaribio.
Gallium inasambazwa zaidi nchini Uchina, Ujerumani, Ufaransa, Australia, Kazakhstan na nchi zingine ulimwenguni, ambapo akiba ya rasilimali ya gallium ya Uchina inachukua zaidi ya 95% ya jumla ya ulimwengu, inasambazwa haswa huko Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi. na maeneo mengine [1]. Kwa upande wa aina ya usambazaji, Shanxi, Shandong na maeneo mengine hasa zipo katika bauxite, Yunnan na maeneo mengine katika ore bati, na Hunan na maeneo mengine hasa zipo katika sphalerite. Mwanzoni mwa ugunduzi wa chuma cha gallium, kutokana na ukosefu wa utafiti unaofanana juu ya matumizi yake, watu daima wameamini kuwa ni chuma na matumizi ya chini. Walakini, pamoja na maendeleo endelevu ya teknolojia ya habari na enzi ya nishati mpya na hali ya juu, chuma cha gallium kimepokea umakini kama nyenzo muhimu katika uwanja wa habari, na mahitaji yake pia yameongezeka sana.
2, Sehemu za Maombi za Metal Gallium
1. Sehemu ya semiconductor
Gallium hutumiwa zaidi katika uga wa vifaa vya semiconductor, huku nyenzo za gallium arsenide (GaAs) zikiwa ndizo zinazotumika sana na teknolojia ikiwa imekomaa zaidi. Kama mtoaji wa usambazaji wa habari, vifaa vya semiconductor huchukua 80% hadi 85% ya jumla ya matumizi ya gallium, ambayo hutumiwa sana katika mawasiliano ya waya. Amplifiers za nguvu za Gallium arsenide zinaweza kuongeza kasi ya maambukizi ya mawasiliano hadi mara 100 ya mitandao ya 4G, ambayo inaweza kuwa na jukumu muhimu katika kuingia enzi ya 5G. Zaidi ya hayo, galliamu inaweza kutumika kama chombo cha kusambaza joto katika matumizi ya semicondukta kutokana na sifa zake za joto, kiwango cha chini cha myeyuko, upitishaji wa juu wa joto, na utendakazi mzuri wa mtiririko. Kuweka chuma cha galliamu kwa namna ya aloi ya msingi ya galliamu katika vifaa vya interface ya joto inaweza kuboresha uwezo wa kusambaza joto na ufanisi wa vipengele vya elektroniki.
2. Seli za jua
Ukuzaji wa seli za jua umekwenda kutoka seli za jua za silicon za monocrystalline za mapema hadi seli nyembamba za filamu za silicon ya polycrystalline. Kwa sababu ya gharama kubwa ya seli nyembamba za filamu za silicon ya polycrystalline, watafiti wamegundua seli za filamu nyembamba ya indium gallium selenium (CIGS) katika nyenzo za semiconductor [3]. Seli za CIGS zina manufaa ya gharama ya chini ya uzalishaji, uzalishaji wa bechi kubwa, na kiwango cha juu cha ubadilishaji wa fotoelectric, hivyo kuwa na matarajio mapana ya maendeleo. Pili, seli za jua za gallium arsenide zina faida kubwa katika ufanisi wa uongofu ikilinganishwa na seli nyembamba za filamu zilizofanywa kwa nyenzo nyingine. Hata hivyo, kutokana na gharama kubwa ya uzalishaji wa vifaa vya gallium arsenide, kwa sasa hutumiwa hasa katika uwanja wa anga na kijeshi.
3. Nishati ya hidrojeni
Kwa kuongezeka kwa ufahamu wa mgogoro wa nishati duniani kote, watu wanatafuta kuchukua nafasi ya vyanzo vya nishati isiyoweza kurejeshwa, ambayo nishati ya hidrojeni inajulikana. Hata hivyo, gharama kubwa na usalama mdogo wa hifadhi na usafiri wa hidrojeni huzuia maendeleo ya teknolojia hii. Kama kipengele cha chuma kilichojaa zaidi kwenye ukoko, alumini inaweza kuguswa na maji ili kuzalisha hidrojeni chini ya hali fulani, ambayo ni nyenzo bora ya kuhifadhi hidrojeni, Hata hivyo, kutokana na oxidation rahisi ya uso wa alumini ya chuma kuunda filamu yenye oksidi ya alumini. , ambayo huzuia majibu, watafiti wamegundua kuwa galliamu ya chuma yenye kiwango cha chini cha kuyeyuka inaweza kuunda aloi na alumini, na galliamu inaweza kufuta alumini ya uso. mipako ya oksidi, kuruhusu majibu kuendelea [4], na galliamu ya chuma inaweza kusindika na kutumika tena. Matumizi ya vifaa vya aloi ya alumini ya galliamu hutatua sana tatizo la maandalizi ya haraka na kuhifadhi salama na usafiri wa nishati ya hidrojeni, kuboresha usalama, uchumi, na ulinzi wa mazingira.
4. Uwanja wa matibabu
Galliamu hutumiwa kwa kawaida katika uwanja wa matibabu kutokana na mali yake ya kipekee ya mionzi, ambayo inaweza kutumika kwa kupiga picha na kuzuia tumors mbaya. Misombo ya Galliamu ina shughuli za wazi za antifungal na antibacterial, na hatimaye kufikia sterilization kwa kuingilia kimetaboliki ya bakteria. Na aloi za galliamu zinaweza kutumika kutengeneza vipima joto, kama vile vipimajoto vya bati vya gallium indium, aina mpya ya aloi ya chuma kioevu ambayo ni salama, isiyo na sumu, na rafiki wa mazingira, na inaweza kutumika kuchukua nafasi ya vipimajoto vyenye sumu vya zebaki. Kwa kuongezea, sehemu fulani ya aloi ya msingi wa galliamu inachukua nafasi ya mwungano wa fedha wa jadi na hutumika katika matumizi ya kimatibabu kama nyenzo mpya ya kujaza meno.
3, mtazamo
Ingawa China ni mojawapo ya wazalishaji wakuu wa gallium duniani, bado kuna matatizo mengi katika sekta ya gallium ya China. Kwa sababu ya maudhui ya chini ya gallium kama madini rafiki, makampuni ya biashara ya uzalishaji wa galliamu yametawanyika, na kuna viungo dhaifu katika mlolongo wa viwanda. Mchakato wa uchimbaji madini una uchafuzi mkubwa wa mazingira, na uwezo wa uzalishaji wa galliamu isiyo na ubora wa juu ni dhaifu, hasa unategemea kusafirisha galliamu mbaya kwa bei ya chini na kuagiza galliamu iliyosafishwa kwa bei ya juu. Hata hivyo, pamoja na maendeleo ya sayansi na teknolojia, kuboreshwa kwa viwango vya maisha ya watu, na kuenea kwa matumizi ya gallium katika nyanja za habari na nishati, mahitaji ya gallium pia yataongezeka kwa kasi. Teknolojia ya uzalishaji iliyo nyuma kiasi ya gallium ya hali ya juu itakuwa na vikwazo katika maendeleo ya viwanda ya China. Kuendeleza teknolojia mpya kuna umuhimu mkubwa kwa kufikia maendeleo ya hali ya juu ya sayansi na teknolojia nchini China.
Muda wa kutuma: Mei-17-2023