Örän jadyly metal bar. Gündelik durmuşda simap ýaly suwuk görnüşde ýüze çykýar. Eger ony bankanyň üstüne taşlasaňyz, çüýşäniň kagyz ýaly näzik bolup, diňe bir urgy bilen döwüljekdigine geň galarsyňyz. Mundan başga-da, ony mis we demir ýaly metallara taşlamak, “metal terminator” diýlip bilinýän bu ýagdaýa sebäp bolýar. Munuň ýaly aýratynlyklara eýe bolmagyna näme sebäp bolýar? Bu gün metal gallium dünýäsine gireris.
1 element Haýsy elementgallium metal
Galiý elementi, elementleriň döwürleýin tablisasynda dördünji döwürde IIIA toparyndadyr. Arassa galiniň ereýän nokady gaty pes, bary-ýogy 29,78 but, ýöne gaýnadýan nokady 2204,8 as. Tomusda onuň köpüsi suwuklyk hökmünde bar we palma goýlanda eredilip bilner. Aboveokardaky häsiýetlerden, galiniň pes eriş nokady sebäpli beýleki metallary takyk poslap biljekdigine düşünip bileris. Suwuk gallium beýleki metallar bilen garyndylary emele getirýär, bu bolsa ýokarda agzalan jadyly hadysadyr. Eartheriň gabygynyň düzümi bary-ýogy 0,001%, barlygy 140 ýyl ozal tapylmady. 1871-nji ýylda rus himigi Mendeleýew elementleriň döwürleýin tablisasyny jemledi we sinkden soň alýuminiň aşagyndaky bir elementiň hem alýuminine meňzeş häsiýetiniň bardygyny we “element ýaly alýumin” diýilýändigini çaklady. 1875-nji ýylda, fransuz alymy Bowabordland şol bir maşgalanyň metal elementleriniň spektral çyzyk kanunlaryny öwrenýän mahaly, sphaleritde (ZnS) geň bir ýagtylyk zolagyny tapdy, şonuň üçin bu “alýumin elementi” tapdy we soňra watanynyň adyny dakdy. Fransiýa (Gaul, Latyn Gallia), bu elementi aňladýan Ga nyşany bilen, şonuň üçin galliý himiki elementiň tapylmagy taryhynda çak edilýän ilkinji element boldy, soňra synaglarda tassyklanan elementi tapdy.
Galiý esasan Hytaýda, Germaniýada, Fransiýada, Awstraliýada, Gazagystanda we dünýäniň beýleki ýurtlarynda paýlanýar, Hytaýyň galliý gorlary dünýädäki umumy mukdaryň 95% -den gowragyny emele getirýär, esasan Şanxi, Guizhou, nanunnan, Henan, Guangxi we beýleki ýerler [1]. Paýlaýyş görnüşi taýdan Şanxi, Şandong we beýleki ýerler esasan boksitde, nanunnanda we galaýy magdanyndaky beýleki ýerlerde, Hunan we beýleki ýerler esasan sphaleritde bar. Galiý metalynyň tapylmagynyň başynda, ulanylyşy boýunça degişli gözlegleriň ýoklugy sebäpli adamlar elmydama pes ulanylyşy bolan metaldygyna ynanýarlar. Şeýle-de bolsa, maglumat tehnologiýasynyň yzygiderli ösmegi we täze energiýa we ýokary tehnologiýa döwri bilen galliý metal maglumat pudagynda möhüm material hökmünde ünsi çekdi we islegi hem ep-esli artdy.
2 Metal Galliumyň amaly meýdanlary
1. icarymgeçiriji meýdany
Galiý esasan ýarymgeçiriji materiallar pudagynda ulanylýar, gallium arsenid (GaAs) materialy iň giňden ulanylýar we tehnologiýa iň kämildir. Maglumat ýaýratmagyň daşaýjysy hökmünde ýarymgeçiriji materiallar, esasan simsiz aragatnaşykda ulanylýan galiniň umumy sarp edilişiniň 80% -den 85% -ine çenli. Galiý arsenid güýç güýçlendirijileri, 5G döwrüne girmekde möhüm rol oýnap bilýän aragatnaşyk geçiriş tizligini 4G torundan 100 esse ýokarlandyryp biler. Mundan başga-da, galliý ýylylyk aýratynlyklary, pes eriş nokady, ýokary ýylylyk geçirijiligi we gowy akym öndürijiligi sebäpli ýarymgeçiriji programmalarda ýylylyk paýlaýjy serişde hökmünde ulanylyp bilner. Galiý metalyny termiki interfeýs materiallarynda galiý esasly garyndy görnüşinde ulanmak, ýylylygyň ýaýramak ukybyny we elektron bölekleriniň netijeliligini ýokarlandyryp biler.
2. Gün öýjükleri
Gün öýjükleriniň ösüşi irki monokristally kremniniň gün öýjüklerinden polikristally kremniniň inçe film öýjüklerine geçdi. Polikristally kremniniň inçe film öýjükleriniň gymmatlygy sebäpli gözlegçiler ýarymgeçiriji materiallarda mis indiý gallium seleniniň inçe filmini (CIGS) tapdylar [3]. CIGS öýjükleri pes önümçilik çykdajylarynyň, uly partiýa önümçiliginiň we ýokary fotoelektrik öwrüliş tizliginiň artykmaçlyklaryna eýe, şeýlelik bilen giň ösüş perspektiwalaryna eýe. Ikinjiden, galliý arsenid gün öýjükleri beýleki materiallardan ýasalan inçe film öýjükleri bilen deňeşdirilende öwrülişiň netijeliliginde ep-esli artykmaçlyga eýe. Şeýle-de bolsa, galiý arsenid materiallarynyň önümçiliginiň ýokarylygy sebäpli häzirki wagtda esasan howa we harby meýdanlarda ulanylýar.
3. Wodorod energiýasy
Bütin dünýäde energiýa krizisine bolan düşünjäniň artmagy bilen adamlar wodorod energiýasy bilen tapawutlanýan täzelenip bolmaýan energiýa çeşmelerini çalyşmaga synanyşýarlar. Şeýle-de bolsa, wodorod saklamagyň we daşamagyň ýokary bahasy we pes howpsuzlygy bu tehnologiýanyň ösmegine päsgelçilik döredýär. Gabygyň iň köp metal elementi hökmünde alýumin, wodorod saklaýyş üçin amatly material bolan belli bir şertlerde wodorod öndürmek üçin suw bilen reaksiýa berip biler, ýöne dykyz alýumin oksidi filmini emele getirmek üçin metal alýuminiň ýüzüniň aňsat okislenmegi sebäpli reaksiýany päsgel berýän gözlegçiler, pes eriş nokady bolan metal galiniň alýumin bilen garyndy emele getirip biljekdigini we galiniň reaksiýanyň dowam etmegine mümkinçilik berýän alýumin oksid örtügini eräp biljekdigini we metal galiniň gaýtadan işlenip bilinjekdigini we gaýtadan ulanyldy. Alýumin galiý garyndy materiallarynyň ulanylmagy wodorod energiýasyny çalt taýýarlamak we howpsuz saklamak we daşamak, howpsuzlygy, ykdysadyýeti we daşky gurşawy goramak meselesini ep-esli çözýär.
4. Lukmançylyk ugry
Galiý, zyýanly çişleri şekillendirmek we saklamak üçin ulanyp boljak özboluşly radiasiýa aýratynlyklary sebäpli lukmançylyk pudagynda köplenç ulanylýar. Galiý birleşmeleri aç-açan antifungal we antibakterial işjeňlige eýedir we ahyrky netijede bakteriýalaryň alyş-çalşyna päsgel berip sterilizasiýa ýetýär. Galiý erginleri, ygtybarly, zäherli we ekologiýa taýdan arassa, zäherli simap termometrlerini çalyşmak üçin ulanylýan gallium indiý galaýy termometrleri ýaly termometrleri ýasamak üçin ulanylyp bilner. Mundan başga-da, galliý garyndysynyň belli bir bölegi adaty kümüş amalgamyň ornuny tutýar we kliniki goşundylarda täze diş doldurma materialy hökmünde ulanylýar.
3 out Outlook
Hytaý dünýäde galliý öndürijileriň biri bolsa-da, Hytaýyň galliý pudagynda henizem köp meseleler bar. Galiý ýoldaş mineral hökmünde az mukdarda bolany üçin, galiý öndürýän kärhanalar dargaýarlar we senagat zynjyrynda gowşak baglanyşyklar bar. Magdan gazyp almak prosesi daşky gurşawyň çynlakaý hapalanmagyna sebäp bolýar we ýokary arassa galliýiň önümçilik kuwwaty birneme gowşak, esasan arzan galliý eksporta we ýokary bahadan arassalanan galliý importyna daýanýar. Şeýle-de bolsa, ylymyň we tehnologiýanyň ösmegi, adamlaryň ýaşaýyş derejesiniň ýokarlanmagy we galiniň maglumat we energiýa pudagynda giňden ulanylmagy bilen galiýa bolan isleg hem çalt artar. Highokary arassa galliumyň birneme yza galan tehnologiýa tehnologiýasy hökmany suratda Hytaýyň senagat ösüşinde çäklendirmeler döreder. Täze tehnologiýalary ösdürmek Hytaýda ylym we tehnologiýanyň ýokary hilli ösüşine ýetmek üçin möhüm ähmiýete eýe.
Iş wagty: 17-2023-nji maý