LED lampalara kömək edən kiçik metal parlaq parlaqdır
Xüsusiyyətləri:
- Atomik Sembol: Ga
- Atom nömrəsi: 31
- Element Kateqoriya: Post-keçid metal
- Yoğunluk: 5.91 g / cm³ (73 ° F / 23 ° C'de)
- Erime Noktası: 85.58 ° F (29.76 ° C)
- Kaynama nöqtəsi: 3999 ° F (2204 ° C)
- Moh'nin sərtliyi: 1.5
Xüsusiyyətlər:
Saf galium gümüşü-ağ və temperaturda 85 ° F (29.4 ° C) altında əriyir.
Metal, təxminən 4000 ° F (2204 ° C) qədər əriyən vəziyyətdə qalır və bütün metal elementlərin ən böyük maye üçündür.
Gallium yalnız 3% -dən çox həcmdə artdıqca, soyuduqca genişlənən bir neçə metaldan biridir.
Qalli digər metallar ilə asanlıqla əriyənə baxmayaraq, korroziyadır , qəfəsə yayılır və ən çox metalları zəifləyir. Bununla birlikdə, aşağı ərimə nöqtəsi bəzi aşağı ərimiş ərintilərdə faydalı olur.
Otaq temperaturunda sıvı olan civə fərqli olaraq, gallium həm də dəri və şüşə yuyur, onu idarə etmək daha çətindir. Galyum təxminən civə kimi toksik deyil.
Tarix:
1875-ci ildə Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran tərəfindən sfalerit filizlərini araşdırarkən kəşf edilmiş, gallium 20-ci əsrin sonunadək heç bir kommersiya proqramında istifadə edilməmişdir.
Gallium struktur metal kimi çox az istifadə edir, lakin bir çox müasir elektron cihazda onun dəyəri sadələşdirilə bilməz.
1950-ci illərin əvvəllərində başlayan işıq yayılan diyotlar (LED) və III-V radio frekanslı (RF) yarımkeçirici texnologiyası üzrə ilkin tədqiqatlardan yaranan galliumun ticari istifadəsi.
1962-ci ildə IBM fizikası JB Gunnin gallium arsenit (GaAs) üzərində aparılan tədqiqatı müəyyən bir yarımkeçirici kütlələr vasitəsilə axan elektrik cərəyanının yüksək tezlikli salınmasının aşkarlanmasına gətirib çıxardı - indi "Gunn Effect" kimi tanınır. Bu irəliləyiş erkən hərbi detektorların müxtəlif avtomatlaşdırılmış cihazlarda, radar detektorları və siqnal nəzarətçilərindən nəm kontent detektorlarına və hırsız alarmlarına qədər istifadə olunan Gunn diodları (həmçinin transfer elektron qurğuları kimi tanınır) vasitəsilə qurulmasına yol açdı.
GaAs əsaslı ilk LED və lazerlər 1960-cı illərin əvvəllərində RCA, GE və IBM-də tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmışdır.
Başlanğıcda, LED-lər yalnız görünməz infraqırmızı işıq şüaları istehsal edə bilib, işıqları sensorlara və fotoelektronik tətbiqlərə məhdudlaşdırırdılar. Ancaq enerjiyə qənaət edən kompakt işıq mənbələri kimi onların potensialı aydın oldu.
1960-cı illərin əvvəllərində Texas Instruments ticari LEDləri təklif etdi. 1970-ci illərdə saat və kalkulyator ekranlarında istifadə olunan erkən rəqəmsal ekran sistemləri tezliklə LED arxa işıqlandırma sistemi ilə işlənmişdir.
1970-ci və 1980-ci illərdə aparılan tədqiqatlar daha effektiv çökmə üsulları ilə nəticələnmiş, LED texnologiyasını daha etibarlı və xərcləməlidir. Gallium-alüminium-arsenik (GaAlAs) yarımkeçirici birləşmələrin inkişafı əvvəlki ilə müqayisədə on dəfə daha parlaq olan LED-lərə gətirib çıxardı, LED-lərdə mövcud olan rəng spektri isə indium kimi yeni, galliumun yarı keçirici substratlarına əsaslanaraq inkişaf etmişdir -gallium-nitrit (InGaN), gallium-arsenid-fosfit (GaAsP) və galliumfosfit (GaP).
1960-cı illərin sonlarında GaAs-ın keçirici xüsusiyyətləri kosmik tədqiqatlar üçün günəş enerjisi mənbələrinin bir hissəsi kimi tədqiq edilmişdir. 1970-ci ildə bir Sovet araşdırma qrupu ilk GaAs heterostrum günəş hüceyrələrini yaradıb.
Optoelektronik qurğular və inteqral sxemlərin (İS) istehsalı üçün kritik olan GaAs gofret tələbatı mobil kommunikasiyanın və alternativ enerji texnologiyalarının inkişafı ilə əlaqəli olaraq 1990-cı illərin sonunda və XXI əsrin əvvəlində artmışdır.
Təəccüblü deyil ki, 2000-ci ildən 2011-ci ilə qədər bu artan tələbə cavab olaraq, qlobal ilkin gallium istehsalının təxminən 100 metrik tondan (MT) 300MT-dən artıq məhsuldan ikiqat çoxdur.
İstehsalat:
Yerin qabığında ortalama gallium miqdarı təxminən milyona təxminən 15 hissə, təxminən lityumla müqayisədə daha çox olduğu və qurğudan daha çox olduğu təxmin edilir. Metal, lakin, çox az miqdarda iqtisadi çıxarılan cövhər orqanlarında yayılır və mövcuddur.
Hazırlanan bütün əsas galliumun 90% -i hazırda alüminiyaya dair bir alümina (Al2O3) emalı zamanı boksitdən çıxarılıb.
Sfalerit cevherinin təmizlənməsi zamanı sink çıxarışının yan məhsulu kimi az miqdarda galium istehsal olunur.
Bayer prosesi zamanı alüminium filizini alüminaya emal edərkən, əzilmiş filiz sodyum hidroksidin (NaOH) isti bir həll yolu ilə yuyulur. Bu, alüminanı tanklarda yerləşdirən sodyum alüminata çevirir, indi isə galliumun tərkibində olan sodyum hidroksid mayesi təkrar istifadə üçün toplanır.
Bu içki yenidən işlənmiş olduğundan, hər dövründən sonra galyum miqdarı təxminən 100-125 ppm səviyyəsinə çatana qədər artır. Qarışıq daha sonra qəbul edilə bilər və organik şelatlayıcı maddələr istifadə edərək solvent ekstraktı vasitəsilə gallat kimi konsentrasiya edilə bilər.
104-140 ° F (40-60 ° C) temperaturda elektrolitik bir banyoda sodyum gallat təmiz qalliuma çevrilir. Turşu ilə yuyulduqdan sonra, bu, 99.9-99.99% gallium metal yaratmaq üçün gözenekli keramika və ya şüşə plitələrdən süzülür.
99.99% GaAs tətbiqləri üçün standart xəbərdarlıq dərəcəsidir, lakin yeni istifadələr dəyişkən elementləri və ya elektrokimyəvi təmizləmə və fraksiyalı kristalizasiya üsullarını aradan qaldırmaq üçün vakuum altında metal qızdırmaqla əldə edilə bilən daha yüksək təmizliyə ehtiyac duyur.
Ötən on il ərzində dünyanın birincil qallium istehsalının çoxu dünyanın kömüründən təxminən 70% -ni təmin edən Çinə köçdü. Digər ilkin istehsal edən ölkələr arasında Ukrayna və Qazaxıstan daxildir.
İllik gümüş istehsalının təxminən 30% -i GaAs tərkibli IC gofretlər kimi dəmir və geri çevrilə bilən materiallardan çıxarılır. Ən çox galliumun geri çevrilməsi Yaponiyada, Şimali Amerikada və Avropada baş verir.
ABŞ Geoloji Tədqiqatı 2011-ci ildə 310MT təmizlənmiş qumu istehsal etdiyini təxmin edir.
Dünyanın ən böyük istehsalçıları Zhuhai Fangyuan, Pekin Jiya Semiconductor Materialları və Recapture Metals Ltd.
Proqramlar:
Lökməli gallium çöküntü kimi metalları korlamaq və ya tökmək üçün çalışır. Bu xüsusiyyət, olduqca aşağı ərimə temperaturu ilə yanaşı, galliumun struktur tətbiqlərdə az istifadə edilməsini nəzərdə tutur.
Metal şəklində galyum lehimli və azaldılmış ərintilərdə, məsələn, Galinstan®- də istifadə olunur, lakin yarımkeçirici materiallarda tez-tez rast gəlinir.
Galliumun əsas tətbiqləri beş qrupa bölünə bilər:
1. Yarımkeçiricilər: illik galyum istehlakının təxminən 70% -ni təşkil edən GaAs gofretlər GaAs IC-lərin enerji qənaət və gücləndirici qabiliyyətinə əsaslanan smartfon və digər simsiz rabitə qurğuları kimi bir çox müasir elektron qurğunun əsasını təşkil edir.
2. İşıqlandırıcı diodlar (LED): 2010-cu ildən mobil və düz ekranlı ekranlarda yüksək parlaqlıqlı LED-lərin istifadəsi nəticəsində, LED sektorundan gələn galliuma qlobal tələbat iki dəfə artmışdır. Daha çox enerji səmərəliliyinə yönəlmiş qlobal addım da incandescent və kompakt flüoresan işıqlandırma üzərində LED işıqlandırmasının istifadəsinə dövlət dəstəyinə gətirib çıxardı.
3. Günəş enerjisi: Galliumun günəş enerjisi tətbiqlərində istifadə edilməsi iki texnologiyaya yönəldilmişdir:
- GaAs konsentrə günəş hüceyrələri
- Kadmiyum-indiyum-gallium-selenid (CIGS) ince film günəş hüceyrələri
Yüksək effektiv fotovoltaik hüceyrələr olduğu kimi hər iki texnologiya, xüsusilə aviasiya və hərbi ilə əlaqədar ixtisaslaşmış tətbiqlərdə müvəffəqiyyət qazanmışdır, lakin hələ də böyük miqyaslı ticari istifadəyə mane olur.
4. Maqnetik materiallar: Yüksək gücü, daimi maqnit kompüterlər, hibrid avtomobil, külək turbinləri və digər elektron və avtomatlaşdırılmış avadanlıqların əsas komponentidir. Qalıcı kiçik əlavələr, bəzi maqnitlərdə, o cümlədən neodimiyum- demir- bor (NdFeB) maqnitlərində istifadə edilir.
5. Digər proqramlar:
- Xüsusi ərintilər və lehimlər
- Güzgüləri islatma
- Nüvə stabilizatoru kimi plütonium ilə
- Nikel - manqan- qallium şəklində yüngül lehimli
- Neft katalizatoru
- Biyomedikal tətbiqlər, o cümlədən dərman preparatları (galium nitrat)
- Fosforlar
- Neutrino aşkarlanması
Mənbələr:
Softpedia. LEDlərin tarixi (Light Emitting Diodes).
Mənbə: https://web.archive.org/web/20130325193932/http://gadgets.softpedia.com/news/History-of-LEDs-Light-Emitting-Diodes-1487-01.html
Anthony John Downs, (1993), "Alüminium, Galyum, İndium və Thallium Kimyası". Springer, ISBN 978-0-7514-0103-5
Barratt, Curtis A. "III-V Semiconductors, RF Proqramlarində Tarix." ECS Trans . 2009, Cilt 19, Sayı 3, Pages 79-84.
Schubert, E. Fred. İşıq verən diodlar . Rensselaer Politexnik İnstitutu, Nyu-York. May 2003.
USGS. Mineral Əmtəə Xülasəsi: Gallium.
Mənbə: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gallium/index.html
SM Hesabatı. By-Product Metallları: Alüminium-Galli əlaqəsi .
URL: www.strategic-metal.typepad.com