镓的元素结构示意图,镓的晶体结构图片

首页 > 农林牧渔 > 作者:YD1662023-12-21 22:05:45

你知道吗?有一种金属,它在室温下就像水一样流动,但是它却能渗入玻璃,还能和很多其他金属混合,变成不同的东西。这种金属就是镓,它是一种稀有金属,也是半导体工业的“新粮食”。半导体工业就是制造电子器件的工业,比如手机、电脑、电视等等。镓在这些器件里面起着很重要的作用,让它们变得更快、更亮、更省电。镓还可以用来做太阳能电池,把太阳的光变成电。因为镓这么有用,所以很多国家都想要拥有它,把它当成战略储备金属。

镓的元素结构示意图,镓的晶体结构图片(1)

镓元素原子核电子排布

镓是怎么被发现的呢?

镓是一个很特别的金属,它是第一个先被人想象出来,后来才被人找到的金属。1871年,一个叫门捷列夫的俄国科学家发明了一张表格,把所有已知的元素按照他们的特点排列起来。这张表格叫做元素周期表,你可能在化学课上见过。门捷列夫发现,在表格里面铝元素下面有一个空位,他猜测那里应该有一个新元素,和铝很像,但是原子量和密度都比铝大一些。他把这个新元素叫做eka-aluminium(意思是类铝),但是他没有真正找到它。

四年后,一个叫布瓦邦德朗的法国化学家用一种叫做光谱分析的方法,在一种叫做闪锌矿的矿石里面发现了一个新的紫色线。光谱分析就是用一种仪器把光分成不同的颜色,每种元素都有自己特有的颜色线。布瓦邦德朗认为这个紫色线就是门捷列夫预言的新元素发出的光。他用电解法从闪锌矿里面提取出了这个新元素,并把它命名为gallium(意思是鸡),因为他姓Lecoq(意思也是鸡)。他还给这个新元素起了一个符号Ga。

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布瓦邦德朗

镓现在有什么用呢?

现在,全世界有超过100万吨的镓资源,大部分藏在铝土矿里面。铝土矿就是我们平时用来做饮料罐或者锅碗瓢盆的铝金属的原料。全世界最多的镓资源分布在非洲、大洋洲、南美洲和亚洲等地方。

镓有很多用途,其中最重要的就是做半导体。半导体就是一种既不是导体也不是绝缘体的材料,它可以控制电流的流动,从而实现开关、放大、存储等功能。镓可以和砷、氮、铟、铝等元素结合,形成不同的化合物,比如砷化镓、氮化镓等。这些化合物都有很好的电子和光学性能,可以用来做高速、高频、高功率、高亮度的微波器件、激光器和发光二极管等产品。这些产品在无线通讯、雷达、卫星导航、光纤通讯、光存储、显示、照明、医疗等领域有着广泛的应用和市场需求。

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金属镓

随着科技的进步和市场的需求,对高性能半导体器件的需求将持续增长,而镓化合物半导体由于其在高频率、高温度和高功率方面的优势,将在这些领域发挥重要作用。据预测,到2025年全球镓化合物半导体市场规模将达到120亿美元,相当于800亿人民币。

除了做半导体,镓还可以用来做太阳能电池。太阳能电池就是一种可以把太阳的光变成电的器件,它可以为我们提供清洁的能源。镓和砷结合成的砷化镓太阳能电池具有高转换效率和稳定性,可以用来做航天器和卫星上的太阳能电池板。镓还可以和铜、铟和硒结合成铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池,这种电池具有低成本、高效率和灵活性等特点,可以用来做可穿戴设备和建筑一体化光伏(BIPV)等产品。据预测,到2025年全球CIGS太阳能电池市场规模将达到80亿美元,相当于530亿人民币。

近期中国的出口管制可能会导致全球镓的供应紧张,价格上涨,从而影响相关产业的成本和利润。据路透社报道,2022年,中国镓产品的最大进口国是日本、德国和荷兰。这些国家在半导体、LED、太阳能电池等领域都有着强大的需求和竞争力。如果中国限制或禁止向这些国家出口镓,那么这些国家将面临供应短缺和价格上涨的风险。据英国《金融时报》报道,一家中国镓生产商透露,他们在管制令出台后收到了大量来自美国、日本和欧洲买家的咨询,产品报价也在一夜间飙升。

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总结

镓是一种神奇的金属,它是半导体工业的“新粮食”,在无线通讯、LED、太阳能电池等领域有着广阔的应用前景。但是镓也是一种稀缺资源,我们要注意保护好它,节约使用它,提高利用它的效率和质量,同时防范它对环境和人体的危害,加强对它的回收利用。这样才能让镓这种神奇的金属为我们创造更多的价值和幸福。

这篇文章就是关于镓这种神奇的金属的介绍。希望这篇文章能够给你带来一些有趣和有用的信息,并激发你对这个话题的兴趣。

如果你想了解更多关于镓或其他稀有金属的知识,请继续关注我们的今日头条频道。谢谢你的阅读!

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