एक प्रकारको धातु छ जुन धेरै जादुई छ। दैनिक जीवनमा, यो पारा जस्तै तरल रूपमा देखा पर्दछ। यदि तपाईंले यसलाई क्यानमा खसाल्नुभयो भने, तपाईंलाई यो थाहा पाउँदा छक्क पर्नुहुनेछ कि बोतल कागज जस्तै नाजुक हुन्छ, र यो केवल एक प्रहारले फुट्छ। यसको अतिरिक्त, तामा र फलाम जस्ता धातुहरूमा खसाल्दा पनि यो अवस्था निम्त्याउँछ, जसलाई "धातु टर्मिनेटर" भन्न सकिन्छ। यसमा यस्ता विशेषताहरू हुनुको कारण के हो? आज हामी धातु ग्यालियमको संसारमा प्रवेश गर्नेछौं।
१, कुन तत्व हो?ग्यालियम धातु
ग्यालियम तत्व तत्वहरूको आवधिक तालिकामा चौथो अवधि IIIA समूहमा छ। शुद्ध ग्यालियमको पग्लने बिन्दु धेरै कम छ, केवल २९.७८ ℃, तर उम्लने बिन्दु २२०४.८ ℃ सम्म उच्च छ। गर्मीमा, यसको अधिकांश भाग तरल पदार्थको रूपमा अवस्थित हुन्छ र हत्केलामा राख्दा पग्लन सक्छ। माथिका गुणहरूबाट, हामी बुझ्न सक्छौं कि ग्यालियमले यसको कम पग्लने बिन्दुको कारणले अन्य धातुहरूलाई ठ्याक्कै क्षरण गर्न सक्छ। तरल ग्यालियमले अन्य धातुहरूसँग मिश्र धातुहरू बनाउँछ, जुन पहिले उल्लेख गरिएको जादुई घटना हो। पृथ्वीको क्रस्टमा यसको सामग्री लगभग ०.००१% मात्र छ, र यसको अस्तित्व १४० वर्ष अघिसम्म पत्ता लागेको थिएन। १८७१ मा, रूसी रसायनशास्त्री मेन्डेलिभले तत्वहरूको आवधिक तालिकाको सारांश प्रस्तुत गरे र भविष्यवाणी गरे कि जस्ता पछि, एल्युमिनियम मुनि पनि एक तत्व छ, जसमा एल्युमिनियम जस्तै गुणहरू छन् र यसलाई "एल्युमिनियम जस्तै तत्व" भनिन्छ। १८७५ मा, जब फ्रान्सेली वैज्ञानिक बोवाबोर्डल्याण्ड एउटै परिवारका धातु तत्वहरूको वर्णक्रमीय रेखा नियमहरूको अध्ययन गरिरहेका थिए, उनले स्फलेराइट (ZnS) मा एक अनौठो प्रकाश ब्यान्ड फेला पारे, त्यसैले उनले यो "एल्युमिनियम जस्तो तत्व" फेला पारे, र त्यसपछि यसलाई आफ्नो मातृभूमि फ्रान्स (गौल, ल्याटिन ग्यालिया) को नाममा राखे, यस तत्वलाई प्रतिनिधित्व गर्ने प्रतीक Ga संग, त्यसैले ग्यालियम रासायनिक तत्व खोजको इतिहासमा भविष्यवाणी गरिएको पहिलो तत्व बन्यो, र त्यसपछि प्रयोगहरूमा पुष्टि गरिएको तत्व फेला पार्यो।
ग्यालियम मुख्यतया चीन, जर्मनी, फ्रान्स, अष्ट्रेलिया, काजाकिस्तान र विश्वका अन्य देशहरूमा वितरण गरिन्छ, जसमध्ये चीनको ग्यालियम स्रोत भण्डार विश्वको कुल भण्डारको ९५% भन्दा बढी हो, मुख्यतया शान्सी, गुइझोउ, युनान, हेनान, गुआङ्क्सी र अन्य स्थानहरूमा वितरण गरिन्छ [१]। वितरण प्रकारको हिसाबले, शान्सी, शान्डोङ र अन्य स्थानहरूमा मुख्यतया बक्साइट, युनान र अन्य स्थानहरूमा टिन अयस्क, र हुनान र अन्य स्थानहरूमा मुख्यतया स्फेलेराइट अवस्थित छन्। ग्यालियम धातुको खोजको सुरुवातमा, यसको प्रयोगमा सम्बन्धित अनुसन्धानको अभावका कारण, मानिसहरूले सधैं यो कम उपयोगिता भएको धातु हो भन्ने विश्वास गरेका छन्। यद्यपि, सूचना प्रविधिको निरन्तर विकास र नयाँ ऊर्जा र उच्च-प्रविधिको युगसँगै, ग्यालियम धातुले सूचना क्षेत्रमा एक महत्त्वपूर्ण सामग्रीको रूपमा ध्यान प्राप्त गरेको छ, र यसको माग पनि धेरै बढेको छ।
२, धातु ग्यालियमको प्रयोग क्षेत्रहरू
१. अर्धचालक क्षेत्र
ग्यालियम मुख्यतया अर्धचालक सामग्रीको क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ, जसमा ग्यालियम आर्सेनाइड (GaAs) सामग्री सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ र प्रविधि सबैभन्दा परिपक्व हुन्छ। सूचना प्रसारको वाहकको रूपमा, अर्धचालक सामग्रीहरूले ग्यालियमको कुल खपतको ८०% देखि ८५% सम्म ओगटेका हुन्छन्, जुन मुख्यतया वायरलेस सञ्चारमा प्रयोग गरिन्छ। ग्यालियम आर्सेनाइड पावर एम्पलीफायरहरूले सञ्चार प्रसारण गतिलाई ४G नेटवर्कको भन्दा १०० गुणा बढाउन सक्छ, जसले ५G युगमा प्रवेश गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्न सक्छ। यसबाहेक, ग्यालियमलाई यसको थर्मल विशेषताहरू, कम पग्लने बिन्दु, उच्च थर्मल चालकता, र राम्रो प्रवाह प्रदर्शनको कारणले अर्धचालक अनुप्रयोगहरूमा ताप अपव्यय माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। थर्मल इन्टरफेस सामग्रीहरूमा ग्यालियम आधारित मिश्र धातुको रूपमा ग्यालियम धातु लागू गर्नाले इलेक्ट्रोनिक घटकहरूको ताप अपव्यय क्षमता र दक्षता सुधार गर्न सक्छ।
२. सौर्य कोषहरू
सौर्य कोषहरूको विकास प्रारम्भिक मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन सौर्य कोषहरूबाट पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकन पातलो फिल्म कोषहरूमा सरेको छ। पोलिक्रिस्टलाइन सिलिकन पातलो फिल्म कोषहरूको उच्च लागतको कारण, अनुसन्धानकर्ताहरूले अर्धचालक सामग्रीहरूमा तामा इन्डियम ग्यालियम सेलेनियम पातलो फिल्म (CIGS) कोषहरू पत्ता लगाएका छन् [3]। CIGS कोषहरूमा कम उत्पादन लागत, ठूलो ब्याच उत्पादन, र उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दरको फाइदाहरू छन्, यसरी व्यापक विकास सम्भावनाहरू छन्। दोस्रो, ग्यालियम आर्सेनाइड सौर्य कोषहरूमा अन्य सामग्रीहरूबाट बनेका पातलो फिल्म कोषहरूको तुलनामा रूपान्तरण दक्षतामा महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू छन्। यद्यपि, ग्यालियम आर्सेनाइड सामग्रीहरूको उच्च उत्पादन लागतको कारण, तिनीहरू हाल मुख्यतया एयरोस्पेस र सैन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
३. हाइड्रोजन ऊर्जा
विश्वभर ऊर्जा संकटको बढ्दो चेतनासँगै, मानिसहरू गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरू प्रतिस्थापन गर्न खोजिरहेका छन्, जसमध्ये हाइड्रोजन ऊर्जा फरक छ। यद्यपि, हाइड्रोजन भण्डारण र यातायातको उच्च लागत र कम सुरक्षाले यस प्रविधिको विकासमा बाधा पुर्याउँछ। क्रस्टमा सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा धातु तत्वको रूपमा, एल्युमिनियमले केही परिस्थितिहरूमा हाइड्रोजन उत्पादन गर्न पानीसँग प्रतिक्रिया गर्न सक्छ, जुन एक आदर्श हाइड्रोजन भण्डारण सामग्री हो। यद्यपि, धातु एल्युमिनियमको सतहको सजिलो अक्सिडेशनको कारणले बाक्लो एल्युमिनियम अक्साइड फिल्म बनाउँछ, जसले प्रतिक्रियालाई रोक्छ, अनुसन्धानकर्ताहरूले पत्ता लगाएका छन् कि कम पग्लने बिन्दु धातु ग्यालियमले एल्युमिनियमसँग मिश्र धातु बनाउन सक्छ, र ग्यालियमले सतह एल्युमिनियम अक्साइड कोटिंगलाई विघटन गर्न सक्छ, जसले प्रतिक्रियालाई अगाडि बढ्न अनुमति दिन्छ [4], र धातु ग्यालियमलाई पुन: प्रयोग र पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ। एल्युमिनियम ग्यालियम मिश्र धातु सामग्रीको प्रयोगले हाइड्रोजन ऊर्जाको द्रुत तयारी र सुरक्षित भण्डारण र ढुवानीको समस्यालाई धेरै हदसम्म समाधान गर्दछ, सुरक्षा, अर्थव्यवस्था र वातावरणीय संरक्षणमा सुधार गर्दछ।
४. चिकित्सा क्षेत्र
ग्यालियम यसको अद्वितीय विकिरण गुणहरूको कारणले गर्दा चिकित्सा क्षेत्रमा सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ, जुन घातक ट्युमरहरूको इमेजिङ र अवरोधको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। ग्यालियम यौगिकहरूमा स्पष्ट एन्टिफंगल र जीवाणुरोधी गतिविधिहरू हुन्छन्, र अन्ततः ब्याक्टेरियाको चयापचयमा हस्तक्षेप गरेर नसबंदी प्राप्त गर्छन्। र ग्यालियम मिश्र धातुहरू थर्मोमिटरहरू बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ, जस्तै ग्यालियम इन्डियम टिन थर्मोमिटरहरू, एक नयाँ प्रकारको तरल धातु मिश्र धातु जुन सुरक्षित, गैर-विषाक्त र वातावरणमैत्री छ, र विषाक्त पारा थर्मोमिटरहरू प्रतिस्थापन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, ग्यालियममा आधारित मिश्र धातुको एक निश्चित अनुपातले परम्परागत चाँदीको मिश्रणलाई प्रतिस्थापन गर्दछ र क्लिनिकल अनुप्रयोगहरूमा नयाँ दन्त भर्ने सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
३, आउटलुक
चीन विश्वमा ग्यालियमको प्रमुख उत्पादकहरू मध्ये एक भए पनि, चीनको ग्यालियम उद्योगमा अझै पनि धेरै समस्याहरू छन्। साथी खनिजको रूपमा ग्यालियमको कम सामग्रीको कारण, ग्यालियम उत्पादन उद्यमहरू छरिएका छन्, र औद्योगिक शृङ्खलामा कमजोर लिङ्कहरू छन्। खानी प्रक्रियामा गम्भीर वातावरणीय प्रदूषण छ, र उच्च-शुद्धता ग्यालियमको उत्पादन क्षमता अपेक्षाकृत कमजोर छ, मुख्यतया कम मूल्यमा मोटे ग्यालियम निर्यात गर्ने र उच्च मूल्यमा परिष्कृत ग्यालियम आयात गर्ने कुरामा निर्भर छ। यद्यपि, विज्ञान र प्रविधिको विकास, मानिसहरूको जीवनस्तरमा सुधार, र सूचना र ऊर्जाको क्षेत्रमा ग्यालियमको व्यापक प्रयोगसँगै, ग्यालियमको माग पनि द्रुत गतिमा बढ्नेछ। उच्च-शुद्धता ग्यालियमको अपेक्षाकृत पछाडि उत्पादन प्रविधिले चीनको औद्योगिक विकासमा अवरोधहरू निहित गर्नेछ। चीनमा विज्ञान र प्रविधिको उच्च-गुणस्तरको विकास प्राप्त गर्न नयाँ प्रविधिहरूको विकास गर्नु ठूलो महत्त्वको छ।
पोस्ट समय: मे-१७-२०२३