धातु टर्मिनेटर - गैलियम

एक तरह की धातु है जो बहुत जादुई है। दैनिक जीवन में, यह पारा की तरह तरल रूप में दिखाई देता है। यदि आप इसे एक कैन पर छोड़ देते हैं, तो आपको यह जानकर आश्चर्य होगा कि बोतल कागज के रूप में नाजुक हो जाती है, और यह सिर्फ एक प्रहार के साथ टूट जाएगा। इसके अलावा, इसे तांबे और लोहे जैसी धातुओं पर छोड़ने से भी इस स्थिति का कारण बनता है, जिसे "मेटल टर्मिनेटर" कहा जा सकता है। इस तरह की विशेषताओं के लिए क्या कारण है? आज हम धातु गैलियम की दुनिया में प्रवेश करेंगे।

1 、 क्या तत्व हैगैलियम धातु

गैलियम तत्व तत्वों की आवर्त सारणी में चौथी अवधि IIIA समूह में है। शुद्ध गैलियम का पिघलने बिंदु बहुत कम है, केवल 29.78 ℃, लेकिन उबलते बिंदु 2204.8 ℃ के रूप में अधिक है। गर्मियों में, इसमें से अधिकांश एक तरल के रूप में मौजूद है और हथेली में रखे जाने पर पिघलाया जा सकता है। उपरोक्त गुणों से, हम समझ सकते हैं कि गैलियम अपने कम पिघलने बिंदु के कारण अन्य धातुओं को ठीक से खारिज कर सकता है। तरल गैलियम अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाता है, जो पहले उल्लेखित जादुई घटना है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री केवल 0.001%है, और इसके अस्तित्व को 140 साल पहले तक खोजा नहीं गया था। 1871 में, रूसी केमिस्ट मेंडेलीव ने तत्वों की आवर्त सारणी को संक्षेप में प्रस्तुत किया और भविष्यवाणी की कि जस्ता के बाद, एल्यूमीनियम के नीचे एक तत्व भी है, जिसमें एल्यूमीनियम के समान गुण हैं और इसे "एल्यूमीनियम की तरह एल्यूमीनियम" कहा जाता है। 1875 में, जब फ्रांसीसी वैज्ञानिक बोबॉर्डलैंड एक ही परिवार के धातु तत्वों के वर्णक्रमीय रेखा कानूनों का अध्ययन कर रहे थे, तो उन्हें स्फालेराइट (ZNS) में एक अजीब प्रकाश बैंड मिला, इसलिए उन्होंने यह "एल्यूमीनियम की तरह एल्यूमीनियम" पाया, और फिर इसे अपनी मातृभूमि फ्रांस (गॉल, लैटिन गैलिया) के रूप में, जो कि पहले से ही हिस्टरी, का प्रतिनिधित्व करता है, जो कि पहले से ही हिस्टरी है, इसलिए गैलियम में, प्रयोग।

गैलियम को मुख्य रूप से चीन, जर्मनी, फ्रांस, ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान और दुनिया के अन्य देशों में वितरित किया जाता है, जिसमें से चीन के गैलियम संसाधन में दुनिया के कुल 95% से अधिक का हिसाब है, जो मुख्य रूप से शांक्सी, गुइझोउ, युन्नान, हेनन, गुआंग्सी और अन्य स्थानों पर वितरित किया गया है। वितरण प्रकार के संदर्भ में, शांक्सी, शेडोंग और अन्य स्थान मुख्य रूप से बक्साइट, युन्नान और टिन अयस्क में अन्य स्थानों में मौजूद हैं, और हुनान और अन्य स्थान मुख्य रूप से स्फेलराइट में मौजूद हैं। गैलियम धातु की खोज की शुरुआत में, इसके आवेदन पर इसी शोध की कमी के कारण, लोगों ने हमेशा माना है कि यह कम प्रयोज्य के साथ एक धातु है। हालांकि, सूचना प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और नई ऊर्जा और उच्च तकनीक के युग के साथ, गैलियम धातु ने सूचना क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में ध्यान आकर्षित किया है, और इसकी मांग भी बहुत बढ़ गई है।

धातु गैलियम के 2 、 अनुप्रयोग क्षेत्र

1। अर्धचालक क्षेत्र

गैलियम का उपयोग मुख्य रूप से सेमीकंडक्टर सामग्री के क्षेत्र में किया जाता है, जिसमें गैलियम आर्सेनाइड (GAAS) सामग्री सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है और तकनीक सबसे परिपक्व होती है। सूचना प्रसार के एक वाहक के रूप में, सेमीकंडक्टर सामग्री गैलियम की कुल खपत का 80% से 85% है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से वायरलेस संचार में किया जाता है। गैलियम आर्सेनाइड पावर एम्पलीफायरों से संचार ट्रांसमिशन की गति 4 जी नेटवर्क की 100 गुना तक बढ़ सकती है, जो 5 जी युग में प्रवेश करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। इसके अलावा, गैलियम को अपनी थर्मल विशेषताओं, कम पिघलने बिंदु, उच्च तापीय चालकता और अच्छे प्रवाह प्रदर्शन के कारण अर्धचालक अनुप्रयोगों में गर्मी अपव्यय माध्यम के रूप में उपयोग किया जा सकता है। थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री में गैलियम आधारित मिश्र धातु के रूप में गैलियम धातु को लागू करने से इलेक्ट्रॉनिक घटकों की गर्मी अपव्यय क्षमता और दक्षता में सुधार हो सकता है।

2। सौर कोशिकाएं

सौर कोशिकाओं का विकास प्रारंभिक मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं से पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पतली फिल्म कोशिकाओं तक चला गया है। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पतली फिल्म कोशिकाओं की उच्च लागत के कारण, शोधकर्ताओं ने सेमीकंडक्टर सामग्री [3] में तांबे इंडियम गैलियम सेलेनियम पतली फिल्म (CIGS) कोशिकाओं की खोज की है। CIGS कोशिकाओं में कम उत्पादन लागत, बड़े बैच उत्पादन और उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर के फायदे हैं, इस प्रकार व्यापक विकास की संभावनाएं हैं। दूसरे, गैलियम आर्सेनाइड सौर कोशिकाओं में अन्य सामग्रियों से बनी पतली फिल्म कोशिकाओं की तुलना में रूपांतरण दक्षता में महत्वपूर्ण लाभ हैं। हालांकि, गैलियम आर्सेनाइड सामग्री की उच्च उत्पादन लागत के कारण, वे वर्तमान में मुख्य रूप से एयरोस्पेस और सैन्य क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं।

3। हाइड्रोजन ऊर्जा

दुनिया भर में ऊर्जा संकट के बारे में बढ़ती जागरूकता के साथ, लोग गैर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बदलने की कोशिश कर रहे हैं, जिनमें से हाइड्रोजन ऊर्जा बाहर खड़ी है। हालांकि, हाइड्रोजन भंडारण और परिवहन की उच्च लागत और कम सुरक्षा इस तकनीक के विकास में बाधा डालती है। क्रस्ट में सबसे प्रचुर मात्रा में धातु के तत्व के रूप में, एल्यूमीनियम कुछ शर्तों के तहत हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जो एक आदर्श हाइड्रोजन भंडारण सामग्री है, हालांकि, धातु एल्यूमीनियम की सतह के आसान ऑक्सीकरण के कारण एक घने एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्म बनाने के लिए, जो प्रतिक्रिया को रोकती है, शोधकर्ताओं ने पाया है कि कम मेल्टिंग प्वाइंट गैलियम [4] को आगे बढ़ाने के लिए प्रतिक्रिया की अनुमति देना, और धातु गैलियम को पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है। एल्यूमीनियम गैलियम मिश्र धातु सामग्री का उपयोग तेजी से तैयारी और सुरक्षित भंडारण और हाइड्रोजन ऊर्जा के परिवहन की समस्या को हल करता है, सुरक्षा, अर्थव्यवस्था और पर्यावरण संरक्षण में सुधार करता है।

4। चिकित्सा क्षेत्र

गैलियम का उपयोग आमतौर पर अपने अद्वितीय विकिरण गुणों के कारण चिकित्सा क्षेत्र में किया जाता है, जिसका उपयोग इमेजिंग और घातक ट्यूमर को बाधित करने के लिए किया जा सकता है। गैलियम यौगिकों में स्पष्ट एंटिफंगल और जीवाणुरोधी गतिविधियाँ होती हैं, और अंततः बैक्टीरिया चयापचय के साथ हस्तक्षेप करके नसबंदी प्राप्त करते हैं। और गैलियम मिश्र धातुओं का उपयोग थर्मामीटर बनाने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि गैलियम इंडियम टिन थर्मामीटर, एक नए प्रकार का तरल धातु मिश्र धातु जो सुरक्षित, गैर विषैले और पर्यावरण के अनुकूल है, और विषाक्त पारा थर्मामीटर को बदलने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, गैलियम आधारित मिश्र धातु का एक निश्चित अनुपात पारंपरिक चांदी अमलगम को बदल देता है और इसका उपयोग नैदानिक ​​अनुप्रयोगों में एक नए दंत भराव सामग्री के रूप में किया जाता है।

3 oock आउटलुक

हालांकि चीन दुनिया में गैलियम के मुख्य उत्पादकों में से एक है, फिर भी चीन के गैलियम उद्योग में कई समस्याएं हैं। एक साथी खनिज के रूप में गैलियम की कम सामग्री के कारण, गैलियम उत्पादन उद्यम बिखरे हुए हैं, और औद्योगिक श्रृंखला में कमजोर लिंक हैं। खनन प्रक्रिया में गंभीर पर्यावरण प्रदूषण है, और उच्च शुद्धता वाले गैलियम की उत्पादन क्षमता अपेक्षाकृत कमजोर है, मुख्य रूप से कम कीमतों पर मोटे गैलियम को निर्यात करने और उच्च कीमतों पर परिष्कृत गैलियम का आयात करने पर निर्भर है। हालांकि, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, लोगों के जीवन स्तर में सुधार, और सूचना और ऊर्जा के क्षेत्र में गैलियम के व्यापक अनुप्रयोग, गैलियम की मांग भी तेजी से बढ़ेगी। उच्च शुद्धता वाले गैलियम की अपेक्षाकृत पिछड़े उत्पादन तकनीक में अनिवार्य रूप से चीन के औद्योगिक विकास पर बाधाएं होंगी। चीन में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के उच्च गुणवत्ता वाले विकास को प्राप्त करने के लिए नई तकनीकों का विकास करना बहुत महत्वपूर्ण है।