Am Miotal Mion-Bhealach a chuidicheas Solas LED a 'Sàmhach Gliocas
Properties:
- Atomic Symbol: Ga
- Àireamh Atamach: 31
- Element Element: Meatailt an dèidh gluasad
- Dlùths: 5.91 g / cm³ (aig 73 ° F / 23 ° C)
- Puing leaghaidh: 85.58 ° F (29.76 ° C)
- Point Boiling: 3999 ° F (2204 ° C)
- Cunnart Moh: 1.5
Caractaran:
Tha gallium pure airgid-geal agus a 'leaghadh aig teòthachd fo 85 ° F (29.4 ° C).
Tha am meatailt a 'fuireach ann an staid leite suas gu faisg air 4000 ° F (2204 ° C), agus e ga thoirt don raon as motha de gach nì meatailt.
Tha Gallium aon de dìreach beagan mheatailtean a tha a 'leudachadh fhad' s a tha e a 'fuarachadh, a' meudachadh ann an tomhas le dìreach còrr air 3%.
Ged a tha gallium a 'dèanamh fuaimean gu furasta le meatailt eile, tha e tarraingeach , a' sgaradh a-steach don mheur, agus a 'lagachadh a' chuid as motha de mheatalan. Tha an ìre leaghaidh ìseal, ge-tà, ga dhèanamh feumail ann an cuid de chàraichean ìseal leagte.
A bharrachd air mearcair , a tha cuideachd lùth aig teòthachd an t-seòmair, bidh gallium a 'glanadh an dà chuid craiceann agus glainne, ga dhèanamh nas duilghe a làimhseachadh. Chan eil Gallium cha mhòr cho poilitigeach ri mercury.
Eachdraidh:
Chaidh a lorg ann an 1875 le Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran fhad 'sa bha e a' sgrùdadh mèinnean sphalerite, cha robh galium air a chleachdadh ann an tagraidhean malairteach sam bith gu deireadh na 20mh linn.
Chan eil mòran Gallium air a chleachdadh mar mheatailt structarail, ach chan urrainnear a luach a thoirt ann an iomadh inneal dealanach ùr-nodha.
Cleachdaidhean malairteach de gallium a chaidh a leasachadh bhon chiad rannsachadh air deoch-solais aotrom (LEDs) agus teicneolas leth-chuairteachd rèidio (RF), a thòisich anns na 1950an.
Ann an 1962, thug rannsachadh corp-eòlais IBM JB Gunn air gallium arsenide (GaAs) gun do lorgadh oscillation àrd-amasach an t-sruthain dealain a 'sruthadh tro sholachan leth-ghluasadach - ris an canar an-diugh' Effect Gunn '. Chaidh an t-adhartas seo a dhìon airson an luchd-sgrùdaidh tràth armailteach a thogail le bhith a 'cleachdadh dhugaichean Gunn (air an canar cuideachd innealan gluasadan dealanach) a chaidh a chleachdadh o chionn ghoirid ann an diofar innealan fèin-ghluasadach, bho lorgairean radar càr agus smachd-smuaintean sgaoilidh gu lorgairean susbaint taighe agus innealan-slaodaidh.
Chaidh a 'chiad LED is lasers stèidhichte air GaAs a dhèanamh tràth sna 1960an le luchd-rannsachaidh aig RCA, GE, agus IBM.
An toiseach, cha b 'urrainn dha LEDs ach solaran aotrom infridheil neo-fhaicsinneach a dhèanamh, a' cuingealachadh nan solais gu mothachadh, agus tagraidhean dealbhan-dealanach. Ach bha an comas aca mar stòrasan solais dlùth lùtha èifeachdach.
Aig toiseach nan 1960an, thòisich Texas Instruments a 'tabhann LEDan gu malairteach. Ro na 1970an, chaidh siostaman taisbeanaidh tràth didseatach, a chaidh an cleachdadh ann an uaireadairean agus taisbeanairean àireamhair, a leasachadh le bhith a 'cleachdadh siostaman backlighting LED.
Thàinig barrachd rannsachaidh anns na 1970an agus na 1980an gu bhith a 'cleachdadh dhòighean tasgaidh nas èifeachdaiche, le bhith a' dèanamh teicneòlas LED nas earbsaiche agus nas èifeachdaiche a thaobh cosgais. Le bhith a 'leasachadh companaidhean semiconductor gallium-aluminium-arsenic (GaAlAs) bha LEDs a bha deich uairean nas brèagha na bha roimhe, fhad' s a bha an speactram dath a bha ri fhaotainn do LED s adhartach cuideachd stèidhichte air fratrathan leth-stiùirichte a tha a 'gabhail a-steach gallium, leithid indium -gallium-nitride (InGaN), gallium-arsenide-phosphide (GaAsP), agus gallium-phosphide (GaP).
Aig deireadh nan 1960an, chaidh feartan giùlan GaAs a rannsachadh cuideachd mar phàirt de stòran cumhachd grèine airson rannsachadh spàs. Ann an 1970, chruthaich sgioba rannsachaidh Sobhietach a 'chiad cheallan grèine a bh' ann an GaAs.
Gu h-èiginn gu bhith a 'dèanamh innealan optoelectronic agus cuairtean amalaichte (ICs), chaidh iarrtas airson sgaothan GaAs a thogail ann an deireadh nan 1990an agus toiseach an 21mh linn co-cheangailte ri leasachadh conaltraidh gluasadach agus teicneòlasan lùth eile.
Chan eil e na iongnadh, mar thoradh air an iarrtas a tha a 'sìor fhàs, eadar 2000 agus 2011 riochdachadh gallium bun-sgoile cruinne barrachd air dùblachadh bho timcheall air 100 tunna meatair (MT) gach bliadhna gu còrr air 300MT.
Riochdachadh:
Thathar a 'meas gu bheil susbaint galan cuibheasach ann an crust na talmhainn timcheall air 15 pàirtean gach millean, coltach ri lithium agus nas cumanta na luaidhe . Tha am meatailt, ge-tà, sgapte gu farsaing agus an-diugh ann an glè bheag de bhuidhnean meur a ghabhas togail gu h-eaconamach.
Tha an ìre as motha de 90% de ghalan bun-sgoile a tha air a thoirt gu buil an-dràsta air a thoirt à bauxite nuair a thèid alúmina (Al2O3) a dhèanamh, a bhios a 'toirt seachad aluminium .
Tha beagan de ghalanium air a dhèanamh mar fo-toradh de bhualadh sinc nuair a thèid mèinn sphalerite a dhèanamh.
Rè Pròiseas Bayer gus mèinn alúmanaim a mhilleadh gu albana, tha mèinn brùite air a nighe le fuasgladh teth de sodium hydroxide (NaOH). Bidh seo a 'tionndadh alúmina gu sodium aluminate, a tha a' rèiteachadh ann am tancaichean fhad 'sa tha an liotar sodium hydroxide a tha a-nis a' cruinneachadh gallium air a chruinneachadh airson ath-chleachdadh.
Seach gu bheil an deoch seo air ath-chuairteachadh, bidh an stuth gallium a 'meudachadh an dèidh gach cuairt gus an ruig e ìre de timcheall air 100-125ppm. Faodar an mheasgachadh a thoirt an uairsin agus a chuartachadh cho làidir le bhith a 'tarraing tuiltean le bhith a' cleachdadh àirneis giùlain organach.
Ann an amar electrolytic aig teòthachd de 104-140 ° F (40-60 ° C), tha sodium gallate air a thionndadh gu gallium impure. An dèidh a bhith a 'nighe ann an searbhag, faodaidh seo a bhith air a chraoladh tro phlaraidhean ceramic no glainne airson 99.9-99.99% meatium a chruthachadh.
Is e 99.99% an ìre ro-adhartach coitcheann airson tagraidhean GaAs, ach tha feuman ùra a 'feumachdainn fìor-ghlanachd nas àirde a ghabhas coileanadh le bhith a' teasachadh meatailt fo fholang gus feartan neo-sheasmhach no purrachadh electrochemical agus modhan criostail bloighteach a thoirt air falbh.
Thairis air na deich bliadhna a dh'fhalbh, tha mòran de phrìomh stuth gallium an t-saoghail air gluasad gu Sìona a tha a-nis a 'solarachadh mu 70% de galium an t-saoghail. Am measg nan dùthchannan as cudromaiche eile tha an Ukraine agus Kazakhstan.
Tha mu 30% de chinneasachadh gallium bliadhnail air a thoirt bho stuthan sgrap agus ath-chuairteachail mar sgàthan IC a tha a 'gabhail a-steach GaAs. Tha a 'chuid as motha de ath-chuartachadh galium ann an Iapan, Ameireaga a Tuath, agus san Roinn Eòrpa.
Tha Suirbhidh Geòlais na SA a 'dèanamh tuairmse gun deach 310MT de galium fiadhaich a dhèanamh ann an 2011.
Am measg nan riochdairean as motha san t-saoghal tha Zhuhai Fangyuan, Beijing Jiya Semiconductor Materials, agus Recapture Metals Ltd.
Iarrtasan:
Nuair a tha gallium air a ghleidheadh buailteach a bhith a 'cìreadh no a' dèanamh mheatalan mar stàilinn brònach. Tha an cumadh seo, còmhla ris an teòthachd a tha a 'leaghadh gu math ìseal, a' ciallachadh nach eil mòran feum air gallium ann an tagraidhean structarail.
Anns a 'chruth meatailteach, tha gallium air a chleachdadh ann an saighdearan agus alloidhean leònach ìseal, leithid Galinstan ®, ach is tric a lorgar e ann an stuthan leth-chuairteachaidh.
Faodar prìomh iarrtasan Gallium a roinn ann an còig buidhnean:
1. Semiconductors: A 'cunntadh airson timcheall air 70% de chaitheamh gallium bliadhnail, is e cnàimh-droma iomadh inneal eileagtronaigeach ùr-nodha, leithid fònaichean sgairteil agus innealan conaltraidh uèir eile a tha an urra ri sàbhaladh cumhachd agus comas meudachaidh nan GaAs IC.
2. Diodan Emitting Solas (LEDs): Bho 2010, tha iarrtas cruinneil airson gallium bhon roinn LED air dùblachadh, le bhith a 'cleachdadh LEDan àrda ann an sgàilean taisbeanaidh gluasadach agus rèidh. Tha an gluasad cruinne a dh'ionnsaigh barrachd èifeachdas lùtha cuideachd air leantainn gu taic riaghaltais airson solas LED a chleachdadh thar solais flùruthach cruaidh agus cruaidh.
3. Lùth grèine: tha cleachdadh Gallium ann an tagraidhean lùth grèine a 'cuimseachadh air dà theicneòlas:
- GaAA ceallan grèine ceallan
- Ceallan grèine teann Cadmium-indium-gallium-selenide (CIGS)
Mar cheallan photovoltaic air leth èifeachdach, tha an dà theicneòlas air soirbheachadh ann an tagraidhean speisealta, gu h-àraid co-cheangailte ri aerospace agus armachd ach tha iad fhathast a 'cur bacadh air cleachdadh malairt mòr.
4. Stuthan maireannach: Tha neart àrd, magnets maireannach nam prìomh phàirt de choimpiutairean, innealan-conaltraidh dà-chonnaidh, roth-uidheaman gaoithe agus diofar uidheam eile dealanach agus dealanach eile. Bidh cuiridhean beaga de gallium air an cleachdadh ann an cuid de magnets maireannach, nam measg magnets neodymium- iarann - boron (NdFeB).
5. Iarrtasan eile:
- Alloidhean agus saighdearan sònraichte
- Sgòthan geala
- Le plutonium mar shocraiche niùclasach
- Nickel - manganese -gallium memory memory alloy
- Catalyst peatrail
- Tha tagraidhean bith-mheidigeach, a 'gabhail a-steach leigheasan (gallium nitrate)
- Fosphors
- Lorg neutrino
Stòran:
Softpedia. Eachdraidh LED (Diodan a 'toirt seachad solais).
Tobar: https://web.archive.org/web/20130325193932/http://gadgets.softpedia.com/news/History-of-LEDs-Light-Emitting-Diodes-1487-01.html
Anthony John Downs, (1993), "Ceimigeachd Aluminium, Gallium, Indium, agus Thallium." Springer, ISBN 978-0-7514-0103-5
Barratt, Curtis A. "Semiconductors III-V, Eachdraidh ann an Tagraidhean RF." ECS Trans . 2009, Leabhar 19, Iris 3, Duilleagan 79-84.
Schubert, E. Fred. Diodhan-solais aotrom . Institiùd Rensselaer Polytechnic, New York. Cèitean 2003.
USGS. Geàrr-chunntasan Tèarainte Mèinnearach: Gallium.
Tobar: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gallium/index.html
Aithisg SM. Measaidhean Fo-Toraidh: An Dàimh Aluminium-Gallium .
URL: www.strategic-metal.typepad.com