Metal Terminator – Galioa

metala
Badago oso magikoa den metal mota bat. Eguneroko bizitzan, merkurioaren antzera agertzen da likido moduan. Lata baten gainean erortzen bazaizu, harrituta geratuko zara botila papera bezain hauskorra bihurtzen dela ikustean, eta kolpe batekin hautsiko dela ikustean. Gainera, kobrea eta burdina bezalako metalen gainean erortzeak ere egoera hau eragiten du, eta "metalaren amaiera" deitu dakioke. Zerk eragiten dizkio ezaugarri horiek izatea? Gaur galio metalaren munduan sartuko gara.
ga

1. Zein elementu dagalio metala

Galio elementua elementuen taula periodikoaren laugarren periodoko IIIA taldean dago. Galio puruaren urtze-puntua oso baxua da, 29,78 ℃-koa besterik ez, baina irakite-puntua 2204,8 ℃-koa da. Udan, gehiena likido gisa dago eta esku-ahurrean jartzen denean urtu daiteke. Goiko propietateetatik, uler dezakegu galioak beste metal batzuk korroditu ditzakeela, hain zuzen ere, urtze-puntu baxua duelako. Galio likidoak aleazioak eratzen ditu beste metalekin, eta hori da aurretik aipatutako fenomeno magikoa. Lurraren lurrazalean duen edukia % 0,001 ingurukoa baino ez da, eta bere existentzia ez zen aurkitu duela 140 urte arte. 1871n, Mendeleev kimikari errusiarrak elementuen taula periodikoa laburbildu zuen eta iragarri zuen zinkaren ondoren, aluminioaren azpian dagoen elementu bat ere bazegoela, aluminioaren antzeko propietateak dituena eta "aluminioaren antzeko elementua" deitzen dena. 1875ean, Bowabordland zientzialari frantziarrak familia bereko elementu metalikoen lerro espektralen legeak aztertzen ari zela, argi-banda arraro bat aurkitu zuen esfalerita-elementuan (ZnS), beraz, "aluminioaren antzeko elementu" hau aurkitu zuen, eta gero bere aberriaren omenez, Frantzia (Galia, latinezko Gallia), Ga ikurra erabiliz elementu hau irudikatzeko, beraz, galioa elementu kimikoen aurkikuntzaren historian iragarritako lehen elementua izan zen, eta gero esperimentuetan baieztatutako elementua aurkitu zuen.
metal likidoa

Galioa batez ere Txinan, Alemanian, Frantzian, Australian, Kazakhstanen eta munduko beste herrialde batzuetan banatzen da, eta Txinako galio baliabideen erreserbak munduko guztizkoaren % 95 baino gehiago dira, batez ere Shanxi, Guizhou, Yunnan, Henan, Guangxi eta beste leku batzuetan banatuta [1]. Banaketa motari dagokionez, Shanxi, Shandong eta beste leku batzuetan bauxita dago batez ere, Yunnan eta beste leku batzuetan eztainu mea, eta Hunan eta beste leku batzuetan esfalerita. Galio metala aurkitu zenean, bere aplikazioari buruzko ikerketarik ez zegoelako, jendeak beti uste izan du erabilgarritasun txikiko metala dela. Hala ere, informazio-teknologiaren etengabeko garapenarekin eta energia berrien eta goi-teknologiaren aroarekin, galio metalak arreta jaso du informazioaren arloko material garrantzitsu gisa, eta bere eskaria ere asko handitu da.

2. Galio metalikoaren aplikazio eremuak

1. Erdieroaleen eremua

Galioa batez ere erdieroaleen materialen arloan erabiltzen da, galio arseniuroa (GaAs) materiala izanik erabiliena eta teknologia helduena. Informazioa zabaltzeko eramaile gisa, erdieroaleek galioaren kontsumo osoaren % 80tik % 85era bitarteko materialak osatzen dute, eta batez ere haririk gabeko komunikazioan erabiltzen da. Galio arseniurozko potentzia-anplifikadoreek komunikazioaren transmisio-abiadura 4G sareena baino 100 aldiz handitu dezakete, eta horrek paper garrantzitsua izan dezake 5G aroan sartzeko. Gainera, galioa beroa xahutzeko bitarteko gisa erabil daiteke erdieroaleen aplikazioetan, bere ezaugarri termikoengatik, urtze-puntu baxuagatik, eroankortasun termiko handiagatik eta fluxu-errendimendu onagatik. Galio metala galioan oinarritutako aleazio gisa erabiltzeak interfaze termikoko materialetan beroa xahutzeko gaitasuna eta eraginkortasuna hobetu ditzake osagai elektronikoen artean.

2. Eguzki-zelulak

Eguzki-zelulen garapena silizio monokristalinozko eguzki-zeluletatik hasi eta silizio polikristalinozko film meheko zeluletara igaro da. Silizio polikristalinozko film meheko zelulen kostu handia dela eta, ikertzaileek kobre, indio, galio, selenio film meheko (CIGS) zelulak aurkitu dituzte erdieroale materialetan [3]. CIGS zelulek ekoizpen-kostu txikiak, ekoizpen-lote handiak eta bihurketa fotoelektriko-tasa handia dituzte abantaila gisa, eta, beraz, garapen-aukera zabalak dituzte. Bigarrenik, galio arseniurozko eguzki-zelulek abantaila nabarmenak dituzte bihurketa-eraginkortasunean, beste material batzuekin egindako film meheko zelulekin alderatuta. Hala ere, galio arseniurozko materialen ekoizpen-kostu handia dela eta, gaur egun batez ere aeroespazial eta militar arloetan erabiltzen dira.

QQ截图20230517101633

3. Hidrogenoaren energia

Mundu osoan energia krisiaren inguruko kontzientzia gero eta handiagoa denez, jendeak energia iturri ez-berriztagarriak ordezkatzen saiatzen ari da, eta horien artean hidrogeno energia nabarmentzen da. Hala ere, hidrogenoa biltegiratzearen eta garraiatzearen kostu altuak eta segurtasun baxuak teknologia honen garapena oztopatzen dute. Lurrazaleko elementu metaliko ugariena denez, aluminioak urarekin erreakziona dezake hidrogenoa sortzeko baldintza jakin batzuetan, eta hori hidrogenoa biltegiratzeko material aproposa da. Hala ere, aluminio metalaren gainazala erraz oxidatzen denez aluminio oxidozko film trinko bat sortzeko, erreakzioa inhibitzen duena, ikertzaileek aurkitu dute urtze-puntu baxuko galio metalak aluminioarekin aleazio bat osa dezakeela, eta galioak gainazaleko aluminio oxidozko estaldura disolbatu dezakeela, erreakzioa aurrera eramateko aukera emanez [4], eta galio metala birziklatu eta berrerabili daitekeela. Aluminiozko galio aleazio materialen erabilerak hidrogeno energiaren prestaketa azkarraren eta biltegiratze eta garraio seguruaren arazoa konpontzen du, segurtasuna, ekonomia eta ingurumenaren babesa hobetuz.

4. Medikuntza arloa

Galioa medikuntza arloan erabili ohi da bere erradiazio-propietate bereziengatik, tumore gaiztoak irudikatzeko eta inhibitzeko erabil baitaitezke. Galio konposatuek onddoen aurkako eta bakterioen aurkako jarduera nabariak dituzte, eta azken finean esterilizazioa lortzen dute bakterioen metabolismoan eraginez. Eta galio aleazioak termometroak egiteko erabil daitezke, hala nola galio-indio eztainu termometroak, metal likido mota berri bat, segurua, ez-toxikoa eta ingurumena errespetatzen duena, eta merkurio-termometro toxikoak ordezkatzeko erabil daitekeena. Horrez gain, galioan oinarritutako aleazio proportzio jakin batek zilarrezko amalgama tradizionala ordezkatzen du eta aplikazio klinikoetan erabiltzen da hortz-betegarri material berri gisa.

3. Perspektiba

Txina munduko galio ekoizle nagusietako bat den arren, arazo asko daude oraindik Txinako galio industrian. Galioa mineral lagun gisa duen eduki txikiagatik, galioa ekoizteko enpresak sakabanatuta daude, eta kate industrialaren kate ahulak daude. Meatze-prozesuak ingurumen-kutsadura larria du, eta purutasun handiko galioaren ekoizpen-ahalmena nahiko ahula da, batez ere galio lodia prezio baxuetan esportatzean eta galio findua prezio altuetan inportatzean oinarritzen baita. Hala ere, zientzia eta teknologiaren garapenarekin, jendearen bizi-mailaren hobekuntzarekin eta galioa informazioaren eta energiaren arloetan zabaltzearekin, galioaren eskaria ere azkar handituko da. Purutasun handiko galioaren ekoizpen-teknologia nahiko atzeratuak mugak izango ditu ezinbestean Txinako industria-garapenean. Teknologia berriak garatzea oso garrantzitsua da Txinan zientzia eta teknologiaren garapen kalitatezkoa lortzeko.


Argitaratze data: 2023ko maiatzaren 17a