LED yoritgichlariga yordam beruvchi kichik metall shaffoflashadi
Xususiyatlar:
- Atom belgisi: Ga
- Atom raqami: 31
- Element kategoriyasi: O'tish davriga o'tish metall
- Zichlik: 5.91 g / cm³ (73 ° F / 23 ° S da)
- Erish nuqtasi: 85.58 ˚ F (29.76 ˚ C)
- Tiklanish nuqtasi: 3999 ° F (2204 ° S)
- Moh ning qattiqligi: 1.5
Xususiyatlar:
Sof galli kumush-oq va temperaturada 85 ° F (29,4 ° S) ostida eriydi.
Metall 4000 ° F gacha (2204 ° S) erigan holatda qolib, barcha metall elementlarning eng katta suyuqlik oralig'ini beradi.
Galyum suvi sovutilganidek kengayadigan, faqat 3% dan ortiq hajmda o'sadigan bir necha metillardan biridir.
Gallali boshqa metallar bilan osongina qotib qolsa-da, u korroziv bo'lib , to'ni ichiga tarqaladi va ko'plab metallarni zaiflashtiradi. Biroq, bu eritma nuqtasi past eritma eritmalarida foydali bo'ladi.
Xona haroratida suyuqlik bo'lgan simobdan farqli o'laroq, gallium ham terini, ham oynani paypaslab, uni yanada murakkablashtiradi. Galyum deyarli simob sifatida toksik emas.
Tarix:
1875-yilda Paul-Emil Lekoq de Boisbaudran tomonidan sfalerit rudalarini o'rganishda kashf etilgan galyum 20-asrning oxirigacha tijorat maqsadlarida qo'llanilmaydi.
Gallium tarkibiy metall sifatida juda oz foydalanadi, ammo uning ko'pgina zamonaviy elektron qurilmalardagi qiymatini kamaytirish mumkin emas.
1950-yillarning boshida boshlangan nurli emiruvchi diodlar (LED) va III-V radio chastotasi (RF) yarim o'tkazgich texnologiyalari bo'yicha dastlabki tadqiqotlar natijasida galyumning tijorat maqsadlarida foydalanishi.
1962 yilda IBM fizikasi J.B. Gunnning gallium arsenidi (GaAs) bo'yicha olib borgan tadqiqotlari "Gunn Effect" nomi bilan mashhur bo'lgan ba'zi yarimo'tkazuvchi moddalar orqali oqayotgan elektr tokining yuqori chastotali tebranishini kashf etdi. Ushbu kashfiyot dastlabki harbiy detektorlarni turli xil avtomatlashtirilgan qurilmalarda, avtomobil radar detektorlari va signal tekshirgichlaridan namlik kontakt detektorlari va o'g'ri signallariga qadar ishlatilgan Gunn diodlari (shuningdek, uzatish elektron qurilmalari sifatida ham ma'lum) yordamida qurilishi uchun yo'l ochdi.
GaAs asosida ishlab chiqarilgan birinchi LED va lazer 1960-yillarning boshlarida RCA, GE va IBM tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqarilgan.
Dastlab, LEDlar nafaqat ko'zga ko'rinmas infraqizil yorug'lik to'lqinlarini ishlab chiqardi, chiroqlarni sensorlarga va fotoelektronik ilovalarga cheklab qo'ydi. Biroq energiya jihatidan samarador bo'lgan ixcham yorug'lik manbalari sifatida ularning salohiyati sezilarli edi.
1960-yillarning boshlarida Texas Instruments kompaniyasi LED-larni tijoriy jihatdan taklif qila boshladi. 1970-yillarda soatlar va kalkulyator displeylarida ishlatiladigan erta raqamli displey tizimlari yaqin orada LED yoritish tizimlari yordamida ishlab chiqilgan.
1970 va 1980-yillarda olib borilgan izlanishlar yanada samarali choklash metodlari bilan ta'minlandi va LED texnologiyasi yanada ishonchli va iqtisodiy jihatdan samarali bo'ldi. Gallium-alyuminiy-arsenik (GaAlAs) yarimo'tkazgichli birikmalarining rivojlanishi oldingi ko'rsatkichdan o'n barobar ko'proq yorug'likli yoritgichlarga olib keldi, shuningdek, LED-lar uchun mavjud bo'lgan ranglar spektri yangi, galli-ichiga ega bo'lgan yarim Supero'tkazuvchilar substratlarga, masalan, indiy -galium-nitrit (InGaN), gallium-arsenid-fosfit (GaAsP) va galliumfosfit (GaP).
1960-yillarning oxiriga kelib, GaAsning o'tkazuvchanlik xususiyatlari fazo tadqiqotlari uchun quyosh energiyasi manbalarining bir qismi sifatida o'rganildi. 1970 yilda Sovet tadqiqot guruhi birinchi GaAs heterostrumli quyosh kameralarini yaratdi.
Optoelektronik qurilmalar va integral mikrosxemalar (IC) ishlab chiqarishda keskinlik, 1990 yillar oxirida va XXI asrning boshida mobil aloqa va muqobil energiya texnologiyalarini rivojlantirish bilan bog'liq ravishda GaAs gumbazlariga talab oshdi.
Shunga qaramay, 2000 yildan 2011 yilgacha ushbu o'sib borayotgan talabga javoban global birlamchi gallium ishlab chiqarish yiliga qariyb 100 tonnadan (MT) 300mT dan oshib ketgan.
Ishlab chiqarish:
Er qobig'idagi o'rtacha galyum miqdori millionga yaqin, taxminan, lityumga o'xshash va qo'rg'oshidan ko'ra ko'proq tarqalgan. Biroq, metall, keng tarqalgan bo'lib tarqalgan va bir nechta iqtisodiy jihatdan qazib olinadigan javhar organlarida mavjud.
Hozirgi kunda ishlab chiqarilayotgan birlamchi galyumning 90% dan ortig'i aluminiy alyuminiy (Al2O3) ning qayta ishlanishida boksitdan olinadi.
Sfalerit rudasini qayta ishlash jarayonida sinkni ekstraktsiya mahsuloti sifatida oz miqdorda galyum ishlab chiqariladi.
Bayer jarayonida alyuminiy rudalarini alumina bilan qayta ishlash jarayoni davomida ezilgan ma'danlar natriy gidroksidning (NaOH) issiq eritmasi bilan yuviladi. Bu aluminiyani natriy aluminatga aylantiradi, bu esa tanklarda joylashadi va hozirgi vaqtda galli mavjud bo'lgan natriy gidroksidi aralashmasi qayta ishlatish uchun yig'iladi.
Ushbu suyuqlik qayta ishlanganligi sababli, har gallikdan keyin galyum miqdori taxminan 100-125ppm darajagacha etib boradi. Aralash, keyinchalik olinadi va organik şelatlayıcı moddalar yordamida hal qiluvchi ekstraksiyonu orqali gallat sifatida joyga jamlanganda qilinadi.
104- 140 ° F (40-60 ° S) haroratda elektrolitik hammomda natriy gallati nopok galliga aylanadi. Kislota yuvilgandan so'ng, bu 99,9-99,99% galyum metalini hosil qilish uchun ko'zni keramika yoki shisha plitalar orqali filtrlanadi.
GaAs ilovalari uchun 99.99% standart prekürsör darajasiga ega, lekin yangi foydalanish, uchuvchi elementlarni yoki elektrokimyasal tozalash va fraksiyonel kristalizasyon usullarini olib tashlash uchun metall vakuum ostida isitish orqali erishish mumkin bo'lgan yuqori pürüzler talab qiladi.
O'tgan o'n yil ichida dunyodagi asosiy gallium ishlab chiqarish ko'pchilik Xitoyga ko'chib o'tdi va hozirgi kunda bu galliumning 70 foizini ta'minlaydi. Boshqa asosiy ishlab chiqaruvchi davlatlar orasida Ukraina va Qozog'iston mavjud.
Yillik galyum ishlab chiqarishning qariyb 30 foizi GaAs o'z ichiga olgan IC gofrlari kabi qayta ishlanadigan materiallardan olinadi. Ko'p galliumni qayta ishlash Yaponiyada, Shimoliy Amerikada va Evropada bo'ladi.
AQShning geologik tadqiqotlari ma'lumotlariga ko'ra, 2011 yilda 310MT tozalangan gallium ishlab chiqarilgan.
Dunyoning eng yirik ishlab chiqaruvchilari: Zhuhai Fangyuan, Pekin Jiya Semiconductor Materials va Recapture Metals Ltd.
Ilovalar:
Alyuminatsiyalangan gallium po'latdan chigil singari metallarni ishdan chiqarib yuboradi. Bu xususiyat, juda past eritma harorati bilan birga, galliumning strukturaviy dasturlarda juda kam ishlatilishini bildiradi.
Metall shaklida galyum lehimler va Galingstan ® kabi quyuq eritmalarda ishlatiladi, lekin u ko'pincha yarim Supero'tkazuvchilar materiallarda topiladi.
Galliumning asosiy ilovalari besh guruhga bo'linadi:
1. Yarimo'tkazgichlar: yillik galyum iste'molining taxminan 70% ni hisob-kitob qilish, GaAs vafoslari GaAs ICs ning energiya tejash va kuchaytirish qobiliyatiga tayanadigan smartfon va boshqa simsiz aloqa qurilmalari kabi zamonaviy elektron qurilmalarning asosiy qismi hisoblanadi.
2. Yorituvchi diodlar (LEDlar): 2010 yildan boshlab LED va galliumga bo'lgan global talab, mobil va tekis ekranli displeylardagi yuqori yorug'lik nurlarini ishlatish hisobiga ikki baravar ko'paydi. Ko'proq energiya samaradorligiga qaratilgan global harakatlar shuningdek, akkor va ixcham lyuminestsent yoritish bo'yicha LED yoritishni qo'llash uchun hukumat tomonidan qo'llab-quvvatlandi.
3. Quyosh energiyasi: Galliumning quyosh energiyasidan foydalanishda foydalanishi ikkita texnologiyaga qaratilgan:
- GaAs kontsentratsiyasi quyosh xujayralari
- Kadium-indiyum-gallium-selenid (CIGS) nozik kino quyosh xujayralari
Yuqori samarali fotovoltaik xujayralar sifatida har ikkala texnologiya ham, xususan, aerokosmik va harbiy sohalarda qo'llaniladigan ixtisoslashgan dasturlarda muvaffaqiyat qozondi, ammo keng ko'lamda tijorat maqsadlarida foydalanishga to'sqinlik qilmoqda.
4. Magnit materiallar: Yuqori mustahkamlik, doimiy magnitlangan kompyuterlar, gibrid avtomobillar, shamol turbinalari va boshqa elektron va avtomatlashtirilgan uskunalarning asosiy tarkibiy qismi. Gallali kichik qo'shimchalar ba'zi doimiy magnitlarda, shu jumladan, neodimiyum- temir - borli (NdFeB) magnitlarida qo'llaniladi.
5. Boshqa ilovalar:
- Maxsus qotishmalar va begonalar
- Ko'zgu niqtalari
- Plutonium bilan yadroviy stabilizator sifatida
- Nikel - marganets -galli shaklli xotira qotishmasi
- Neft katalizatori
- Biyomedikal dasturlar, shu jumladan farmatsevtika (galyum nitrat)
- Fosforlar
- Neytrinolarni aniqlash
Manbalar:
Softpedia. Chiroqlar tarixi (yorug'lik beruvchi diod).
Manba: https://web.archive.org/web/20130325193932/http://gadgets.softpedia.com/news/History-of-LEDs-Light-Emitting-Diodes-1487-01.html
Entoni Jon Downs (1993), "Aluminiy kimyosi, Galyum, Indium va Thallium". Springer, ISBN 978-0-7514-0103-5
Barratt, Curtis A. "III-V Semiconductors, RF dasturlarida tarix." ECS Trans . 2009 yil, 19-jild, 3-son, 79-84 betlar.
Shubert, E. Fred. Yorituvchi diodlar . Rensselaer politexnika instituti, Nyu-York. May 2003 yil.
USGS. Mineral moddalarning qisqacha tavsifi: Galyum.
Manba: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gallium/index.html
SM hisoboti. By-product Metals: alyumin-galyum aloqasi .
URL: www.strategic-metal.typepad.com