Metal Profile: Gallium

ໂລຫະນ້ອຍໆທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ໄຟ LED ສົດໃສສົດໃສ

ແກລອນແມ່ນໂລຫະນ້ອຍໆທີ່ມີສີເງິນທີ່ມີສີເຫຼືອງທີ່ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຮ້ອນຢູ່ໃກ້ຫ້ອງແລະມັກໃຊ້ໃນການຜະລິດສານປະສົມ semiconductor.

ຄຸນສົມບັດ:

• Atomic Symbol: Ga
• ປະລໍາມະນູຈໍານວນ: 31
• ອົງປະກອບອົງປະກອບ: ໂລຫະປະຕິວັດຫຼັງ
• ຄວາມຫນາແຫນ້ນ: 591 g / cm (73 ° F / 23 ° C)
• Melting Point: 8558 F (2976 C)
• ຈຸດເດືອດ: 3999 ° F (2204 ° C)
• ຄວາມຫນາຂອງ Moh: 1.5

ຄຸນລັກສະນະ:

ນ້ໍາມັນອາຍແກມສະຫຼັກແມ່ນສີຂາວແລະສີຂາວທີ່ມີຄວາມຊື້ນຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ໍາກວ່າ 85 ° F (29.4 ° C).

ໂລຫະຍັງຄົງຢູ່ໃນສະພາບທີ່ຫລອມເຫລວເຖິງເກືອບ 4000 ° F (2204 ° C), ໃຫ້ມັນເປັນລະດັບແຫຼວທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງອົງປະກອບໂລຫະທັງຫມົດ.

ກາລຽມແມ່ນຫນຶ່ງໃນພຽງແຕ່ໂລຫະທີ່ບໍ່ຫຼາຍປານໃດທີ່ຂະຫຍາຍອອກຍ້ອນມັນເຢັນ, ເພີ່ມຂື້ນໃນປະລິມານພຽງ 3% ເທົ່ານັ້ນ.

ເຖິງແມ່ນວ່າ gallium ງ່າຍດາຍໂລຫະທີ່ມີໂລຫະອື່ນໆ, ມັນແມ່ນການ ກັດກ່ອນ , ການແຜ່ລາມເຂົ້າໄປໃນເຄືອຂ່າຍຂອງ, ແລະການຫຼຸດລົງໂລຫະທີ່ສຸດ. ຈຸດຫລອມເຫລັກຕ່ໍາຂອງມັນກໍ່ເຮັດໃຫ້ມັນມີປະໂຫຍດຕໍ່ໂລຫະປະສົມທີ່ຕ່ໍາ.

ເມື່ອທຽບໃສ່ກັບ mercury , ເຊິ່ງຍັງເປັນແຫຼວໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, gallium wets ທັງຜິວຫນັງແລະແກ້ວ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະຈັດການ. ກາລຽມບໍ່ແມ່ນເກືອບເປັນສານພິດເປັນ mercury.

ປະວັດ:

ຄົ້ນພົບໃນປີ 1875 ໂດຍ Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran ໃນຂະນະທີ່ການກວດສອບແຮ່ sphalerite, gallium ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຄ້າໃດຫນຶ່ງຈົນກ່ວາພາກສ່ວນສຸດທ້າຍຂອງສະຕະວັດທີ 20.

ກາລຽມແມ່ນການນໍາໃຊ້ພຽງເລັກນ້ອຍເປັນໂລຫະໂຄງສ້າງ, ແຕ່ວ່າມູນຄ່າຂອງມັນຢູ່ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄຫມຈໍານວນຫຼາຍບໍ່ສາມາດເວົ້າໄດ້.

ການນໍາໃຊ້ການນໍາໃຊ້ພາສາກະສິກໍາຂອງກີນນີໄດ້ພັດທະນາຈາກການຄົ້ນຄວ້າເບື້ອງຕົ້ນກ່ຽວກັບສະຖຽນລະພາບໄຟຟ້າ (LEDs) ແລະເຕັກໂນໂລຊີ semiconductor RF (RF) semiconductor, ເຊິ່ງເລີ່ມຕົ້ນໃນຊຸມປີ 1950.

ໃນປີ 1962, ການຄົ້ນຄວ້າດ້ານວິທະຍາສາດຂອງ IBM ຂອງ JB Gunn ກ່ຽວກັບ gallium arsenide (GaAs) ເຮັດໃຫ້ການຄົ້ນພົບຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຄວາມກົດດັນສູງຂອງການໄຫຼໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານການແຂງແຮງຂອງ semiconducting solids - now known as 'Gunn Effect'. ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ໄດ້ເຮັດໃຫ້ວິທີການສໍາຫຼັບເຄື່ອງກວດຫາທະຫານໃນຕົ້ນໆໄດ້ຮັບການກໍ່ສ້າງໂດຍໃຊ້ Gunn diodes (ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າອຸປະກອນເອເລັກໂຕຼນິກການໂອນ) ເຊິ່ງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຕັ້ງແຕ່ອຸປະກອນຕ່າງໆໂດຍອັດຕະໂນມັດ, ຈາກເຄື່ອງກວດຈັບ radar ແລະລະບົບສັນຍານທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ.

LEDs ແລະເລເຊີທໍາອິດໂດຍອີງໃສ່ GaAs ໄດ້ຖືກຜະລິດໃນຊຸມປີ 1960 ໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ RCA, GE ແລະ IBM.

ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, LED ພຽງແຕ່ສາມາດຜະລິດ lightwave infrared invisible, ຈໍາກັດແສງກັບແກັບ, ແລະການນໍາໃຊ້ຮູບພາບເອເລັກໂຕຣນິກ. ແຕ່ທ່າແຮງຂອງເຂົາເຈົ້າເປັນແຫລ່ງພະລັງງານທີ່ຫນາແຫນ້ນທີ່ມີປະສິດທິພາບພະລັງງານແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດ

ຕັ້ງແຕ່ຕົ້ນປີ 1960, Texas Instruments ເລີ່ມນໍາສະເຫນີ LEDs ໃນການຄ້າ. ໃນຊຸມປີ 1970, ລະບົບການສະແດງດິຈິຕອນຕົ້ນໆ, ນໍາໃຊ້ໃນໂມງແລະເຄື່ອງສະແກນສະແດງ, ໄດ້ຮັບການພັດທະນາໂດຍໃຊ້ລະບົບ Backlighting LED.

ການຄົ້ນຄ້ວາຕື່ມອີກໃນຊຸມປີ 1970 ແລະ 1980 ເຮັດໃຫ້ເຕັກນິກການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຢີ LED ມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະປະຫຍັດຕົ້ນທຶນ. ການພັດທະນາຂອງທາດປະສົມ semiconductor gallium-aluminum-arsenic (GaAlAs) ເຮັດໃຫ້ LEDs ທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງ 10 ຄັ້ງກວ່າທີ່ຜ່ານມາ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມກວ້າງຂອງສີທີ່ມີຢູ່ກັບ LEDs ຍັງກ້າວຫນ້າຂຶ້ນຢູ່ກັບ substrates ໃຫມ່ທີ່ມີກີນມອນ, ເຊັ່ນອິນດູດ -gallium-nitride (InGaN), gallium-arsenide-phosphide (GaAsP), ແລະ gallium-phosphide (GaP).

ໃນທ້າຍຊຸມປີ 1960, ຄຸນສົມບັດທີ່ນໍາພາຂອງ GaAs ໄດ້ຖືກຄົ້ນຄວ້າເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງແຫລ່ງພະລັງງານແສງຕາເວັນສໍາລັບການສໍາຫຼວດອາວະກາດ. ໃນປີ 1970, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໂຊວຽດໄດ້ສ້າງລະບົບໄຟຟ້າພະລັງງານແສງຕາເວັນ GaAs ທໍາອິດ.

ຄວາມສໍາຄັນຕໍ່ການຜະລິດອຸປະກອນ optoelectronic ແລະວົງຈອນລວມ (ICs), ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບ wafers GaAs ເພີ່ມຂຶ້ນໃນທ້າຍຊຸມປີ 1990 ແລະເລີ່ມຕົ້ນຂອງສະຕະວັດທີ 21 ໃນການພົວພັນກັບການພັດທະນາການສື່ສານໂທລະສັບມືຖືແລະເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານທົດແທນ.

ບໍ່ເປັນເລື່ອງແປກທີ່, ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນນີ້, ໃນລະຫວ່າງປີ 2000 ແລະ 2011 ການຜະລິດກລາມວິທະຍາລະດັບໂລກເພີ່ມຫຼາຍກວ່າສອງເທົ່າຈາກປະມານ 100 ໂຕທຼາມຕໍ່ປີຫາຫຼາຍກວ່າ 300 MT.

ຜະລິດ:

ປະລິມານແກລິກສະເລ່ຍໃນຂີ້ຝຸ່ນຂອງແຜ່ນດິນໂລກຄາດວ່າຈະມີປະມານ 15 ສ່ວນຕໍ່ລ້ານ, ປະມານຄ້າຍຄືກັບ lithium ແລະຫຼາຍກວ່າການ ນໍາ . ໂລຫະ, ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ແມ່ນກະແຈກກະຈາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະມີຢູ່ໃນບາງອົງການແຮ່ທີ່ສາມາດຖອດອອກໄດ້ທາງດ້ານເສດຖະກິດ.

ເກືອບ 90% ຂອງແຮ່ທາດທັງຫມົດທີ່ຖືກຜະລິດແມ່ນຖືກຖອດອອກຈາກເບຕ້າໃນໄລຍະການປັບປຸງຂອງ alumina (Al2O3), ເປັນອະນຸຍາດໃຫ້ເປັນ ອາລູມິນຽມ .

ຈໍານວນເງິນທີ່ມີຂະຫນາດຫນ້ອຍຂອງກລາລິໂອແມ່ນຜະລິດຈາກຜະລິດຕະພັນຂອງ ສັງກະສີ ໃນເວລາທີ່ການຂຸດແຮ່ແຮ່ sphalerite.

ໃນໄລຍະຂະບວນການ Bayer ຂອງການປັບປຸງແຮ່ອາລູມິນຽມເພື່ອ alumina, ແຮ່ປົນຖືກລ້າງດ້ວຍການແກ້ໄຂຮ້ອນຂອງ hydroxide sodium (NaOH). ນີ້ປ່ຽນແປງ alumina ກັບ aluminate sodium, ເຊິ່ງ settles ໃນ tank ໃນຂະນະທີ່ເຫຼົ້າແວງ hydroxide sodium ທີ່ປະຈຸບັນມີ gallium ແມ່ນເກັບກໍາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຄືນໃຫມ່.

ເນື່ອງຈາກວ່າເຫຼົ້ານີ້ຖືກນໍາມາປຸງແຕ່ງໃຫມ່, ແຮ່ທາດເພີ່ມຂຶ້ນຫຼັງຈາກແຕ່ລະຮອບຈົນຮອດລະດັບປະມານ 100-125 ppm. ການປະສົມປະສານດັ່ງກ່າວສາມາດໄດ້ຮັບການປະຕິບັດແລະສຸມໃສ່ເປັນ gallate ຜ່ານການສະກັດເອົາຕົວລ້າໂດຍໃຊ້ຕົວແທນchélating.

ໃນອາບນ້ໍາດ້ວຍໄຟຟ້າຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມ 104-140 ° F (40-60 ° C), ຊາດຽມ gallate ຖືກປ່ຽນແປງໄປເປັນກລາມອນທີ່ບໍ່ເປັນພິດ. ຫຼັງຈາກລ້າງໃນອາຊິດ, ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນສາມາດຖືກກັ່ນຕອງຜ່ານແຜ່ນເຊລາມິກຫຼືແຜ່ນແກ້ວເພື່ອສ້າງແຮ່ທາດເຫຼັກ 99.9-99.99%.

9999% ແມ່ນຊັ້ນມາດຕະຖານມາດຕະຖານສໍາລັບການນໍາໃຊ້ GaAs, ແຕ່ການນໍາໃຊ້ໃຫມ່ຕ້ອງມີຄວາມບໍລິສຸດທີ່ສູງກວ່າທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການເຮັດຄວາມຮ້ອນໂລຫະພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດເພື່ອລົບອອກຈາກອົງປະກອບທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼືການກັ່ນຕອງໄຟຟ້າແລະວິທີການຄິດໄລ່ສ່ວນ fractional.

ໃນໄລຍະທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ການຜະລິດ gallium ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງໂລກໄດ້ຍ້າຍໄປປະເທດຈີນເຊິ່ງປະຈຸບັນປະມານ 70% ຂອງນ້ໍາມັນກາລິໂອຂອງໂລກ. ປະເທດອື່ນໆທີ່ຜະລິດປະຖົມປະກອບມີຢູເຄລນແລະຄາຊັກສະຖານ.

ປະມານ 30% ຂອງການຜະລິດ gallium ປະຈໍາປີແມ່ນຖືກແຍກອອກຈາກຂີ້ເຫຍື້ອແລະອຸປະກອນການຂີ້ເຫຍື້ອເຊັ່ນ: wafers IC ທີ່ມີ GaAs. ການລີໄຊເຄີນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນ, ອາເມລິກາເຫນືອແລະເອີຣົບ.

ການສໍາຫຼວດທາງວິທະຍາສາດຂອງສະຫະລັດໄດ້ຄາດຄະເນວ່າ 310 ເມກາວັດທີ່ຜະລິດອອກມາໃນປີ 2011.

ຜູ້ຜະລິດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນໂລກລວມທັງ Zhuhai Fangyuan, Beijing Jiya Semiconductor Materials ແລະ Recapture Metals Ltd.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ:

ໃນເວລາທີ່ໂລຫະປະສົມໂລຫະມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະ corrode ຫຼືເຮັດໃຫ້ໂລຫະເຊັ່ນ ເຫຼັກ brittle. ລັກສະນະນີ້, ພ້ອມກັບອຸນຫະພູມທີ່ຕ່ໍາສຸດຂອງມັນຕ່ໍາ, ຫມາຍຄວາມວ່າ Gallium ແມ່ນໃຊ້ຫນ້ອຍໃນການນໍາໃຊ້ໂຄງສ້າງ.

ໃນຮູບແບບໂລຫະຂອງມັນ, ທາດເຫຼັກແມ່ນໃຊ້ໃນຜູ້ຂາຍແລະໂລຫະປະສົມທີ່ຕ່ໍາ, ເຊັ່ນ: Galinstan® , ແຕ່ມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນພົບຢູ່ໃນອຸປະກອນການເຄມີ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕົ້ນຕໍຂອງ Gallium ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ 5 ກຸ່ມ:

1 Semiconductors: ການບັນທຶກປະມານ 70% ຂອງການບໍລິໂພກ gallium ປະຈໍາປີ, wafers GaAs ແມ່ນກະດູກສັນຫຼັງຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄຫມຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດແລະອຸປະກອນການສື່ສານໄຮ້ສາຍອື່ນໆທີ່ອີງໃສ່ຄວາມສາມາດປະຫຍັດພະລັງງານແລະຂະຫຍາຍຂອງ ICAs IC.

2. ແສງສະຫວ່າງຂອງ Emitting Diodes (LEDs): ນັບຕັ້ງແຕ່ປີ 2010, ຄວາມຕ້ອງການຂອງໂລກສໍາລັບການ gallium ຈາກຂະແຫນງການ LED ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າເນື່ອງຈາກການນໍາໃຊ້ແສງສະຫວ່າງສູງໃນຈໍສະແດງຜົນແບບມືຖືແລະຫນ້າຈໍທີ່ຮາບພຽງ. ການເຄື່ອນໄຫວທົ່ວໂລກໄປສູ່ປະສິດທິພາບພະລັງງານຫຼາຍຂຶ້ນກໍ່ໄດ້ເຮັດໃຫ້ການສະຫນັບສະຫນູນຂອງລັດຖະບານສໍາລັບການນໍາໃຊ້ແສງສະຫວ່າງຂອງໄຟ LED ໃນໄລຍະທີ່ມີແສງສະຫວ່າງ fluorescent.

3. ພະລັງງານແສງຕາເວັນ: ການນໍາໃຊ້ແກມມຽມໃນການນໍາໃຊ້ພະລັງງານແສງຕາເວັນແມ່ນສຸມໃສ່ສອງເຕັກໂນໂລຢີ:

• ແກນແສງສະຫວ່າງຂອງ GaAs
• ແກນແສງແດດແບບ Cadmium-indium-gallium-selenide (CIGS)

ໃນຖານະເປັນຈຸລັງ photovoltaic ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ທັງສອງເຕັກໂນໂລຢີໄດ້ຮັບຜົນສໍາເລັດໃນການນໍາໃຊ້ສະເພາະ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນກ່ຽວກັບການບິນແລະທະຫານ, ແຕ່ຍັງປະເຊີນກັບອຸປະສັກຕໍ່ການນໍາໃຊ້ການຄ້າຂະຫນາດໃຫຍ່.

4. ອຸປະກອນການແມ່ເຫຼັກ: ຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ແມ່ເຫຼັກ ຖາວອນແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນຂອງຄອມພິວເຕີ, ລົດໃຫຍ່ປະສົມ, ພະລັງງານລົມແລະອຸປະກອນອື່ນໆເອເລັກໂຕຣນິກແລະອັດຕະໂນມັດອື່ນໆ. ການເພີ່ມເລັກນ້ອຍຂອງແກລິນຽມຖືກນໍາໃຊ້ໃນບາງແມ່ເຫລໍກຖາວອນ, ລວມທັງ magnets neodymium, iron - boron (NdFeB).

5. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນໆ:

• ໂລຫະຜະສົມພິເສດແລະຜູ້ຂາຍ
• ກະຈົກເງົາ
• ມີ plutonium ເປັນ stabilizer ນິວເຄຼຍ
• Nickel - manganese -galium formoys memory memory
• Petroleum catalyst
• ການນໍາໃຊ້ທາງດ້ານຊີວະວິທະຍາ, ລວມທັງການຢາ (ແກລິໂອໄນເຕັດ)
• Phosphors
• Neutrino detection

_{ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ:}

_{Softpedia ປະຫວັດຂອງ LEDs (Light Emitting Diodes).}

_{ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: https://web.archive.org/web/20130325193932/http://gadgets.softpedia.com/news/History-of-LEDs-Light-Emitting-Diodes-1487-01.html}

_{Anthony John Downs, (1993), "ເຄມີສາດຂອງອາລູມິນຽມ, ແກມມຽມ, ອິນຊີ, ແລະ Thallium." Springer, ISBN 978-0-7514-0103-5}

_{Barratt, Curtis A. "III-V Semiconductors, ປະຫວັດການນໍາໃຊ້ RF." ECS Trans 2009, Volume 19, Issue 3, Pages 79-84}

_{Schubert, E Fred ແສງສະຫວ່າງໄຟຟ້າ Emitting . ສະຖາບັນ Rensselaer Polytechnic, ນິວຢອກ. ພຶດສະພາ 2003}

_{USGS ສະຫຼຸບສິນຄ້າແຮ່ທາດ: ແກມມຽມ.}

_{ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gallium/index.html}

_{SM Report ຜະລິດຕະພັນໂລຫະ: ການພົວພັນອາລູມິນຽມ -Galium .}

_{URL: www.strategic-metal.typepad.com}