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鎵的用途及應(yīng)用領(lǐng)域

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目前,我國(guó)金屬鎵的消費(fèi)領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽(yáng)能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料等,其中半導(dǎo)體行業(yè)已成為鎵最大的消費(fèi)領(lǐng)域,約占總消費(fèi)量的80%。隨著鎵下游應(yīng)用行業(yè)的快速發(fā)展,尤其是半導(dǎo)體行業(yè)和太陽(yáng)能電池行業(yè),未來(lái)金屬鎵需求也將穩(wěn)步增長(zhǎng)。

應(yīng)用簡(jiǎn)介
目前,我國(guó)金屬鎵的消費(fèi)領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽(yáng)能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料等,其中半導(dǎo)體行業(yè)已成為鎵最大的消費(fèi)領(lǐng)域,約占總消費(fèi)量的80%。隨著鎵下游應(yīng)用行業(yè)的快速發(fā)展,尤其是半導(dǎo)體行業(yè)和太陽(yáng)能電池行業(yè),未來(lái)金屬鎵需求也將穩(wěn)步增長(zhǎng)。

半導(dǎo)體材料
鎵應(yīng)用到發(fā)光二極管鎵是一種低熔點(diǎn)高沸點(diǎn)的稀散金屬,有“電子工業(yè)脊梁”的美譽(yù)。鎵的化合物是優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料,被廣泛應(yīng)用到光電子工業(yè)和微波通信工業(yè),用于制造微波通訊與微波集成、紅外光學(xué)與紅外探測(cè)器件、集成電路、發(fā)光二極管等。例如我們?cè)陔娔X上看到的紅光和綠光就是由磷化鎵二極管發(fā)出的。目前,半導(dǎo)體行業(yè)金屬鎵消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的80%—85%。

太陽(yáng)能電池
鎵被應(yīng)用到太陽(yáng)能電池中鎵也被應(yīng)用到太陽(yáng)能電池的制造中,如砷化鎵三五族太陽(yáng)能電池,該電池具有良好的耐熱、耐輻射等特性,其光電轉(zhuǎn)換率非常高。最初因?yàn)樯a(chǎn)、使用成本都非常高,常常被應(yīng)用在航天和軍工領(lǐng)域。但近幾年隨著科技的發(fā)展,砷化鎵太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)和使用成本都在降低,搭配上聚光光學(xué)組件從而使其應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始擴(kuò)大,并且正在以較快的速度普及。CIGS薄膜太陽(yáng)能電池是第三代太陽(yáng)能電池,具有生產(chǎn)、安裝、使用成本低,光電轉(zhuǎn)換率高的優(yōu)勢(shì),因而在眾多太陽(yáng)能電池產(chǎn)品中成為發(fā)展最快的一族。雖然世界上已投產(chǎn)或在建的CIGS工廠已超過(guò)40多家,但金屬鎵在CIGS的原材料中所占比重僅為5%—10%。隨著CIGS生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,該行業(yè)對(duì)金屬鎵的需求會(huì)有明顯增長(zhǎng)。

合金領(lǐng)域
銦鎵合金靶材鎵與銦、鉈、錫、鉍、鋅等可在3℃—65℃之間組成一系列低熔合金,用于溫度測(cè)控、儀表中的代汞物、珠定業(yè)作中支撐物、金屬涂層、電子工業(yè)及核工業(yè)的冷卻回路。例如,含25%銦的鎵合金為低熔點(diǎn)合金,在16℃時(shí)便熔化,可用于自動(dòng)滅火裝置中。鎵與銅、鎳、錫、金等可組成冷焊劑,適于難焊接的異型薄壁,金屬間及其與陶瓷間的冷焊接與空洞堵塞。

醫(yī)學(xué)應(yīng)用
銦鎵合金體溫計(jì)鎵可用于醫(yī)療診斷,例如使用枸櫞酸鎵(67Ga)來(lái)診斷肺癌和肝癌等。鎵的合金還可以應(yīng)用到醫(yī)療器件和醫(yī)用材料中,例如使用鎵合金作為牙齒填充材料,使用“銦鎵合金”制作體溫計(jì)等。

玻璃制造
鎵能增強(qiáng)玻璃折射率,可以用來(lái)制造特種光學(xué)玻璃。例如,鎵對(duì)光的反射能力特別強(qiáng),可以把70%以上折射來(lái)的光反射出去,同時(shí)又能很好地附著在玻璃上,承受較高的溫度,因而被應(yīng)用到反光鏡中。

化工行業(yè)
三氯化鎵鎵的鹵化物具有較高的活性,可以用于聚合和脫水等工藝,例如使用三氯化鎵(GaCl3)作催化劑生產(chǎn)乙基苯、丙基苯和酮。而來(lái)自美國(guó)和丹麥科研人員開(kāi)發(fā)的一種新的鎳-鎵催化劑,可以用來(lái)轉(zhuǎn)化氫和二氧化碳為甲醇。此外,為了提高石油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益,包括中國(guó)在內(nèi)的一些國(guó)家都在研究使用硝酸鎵的新型石油催化劑。

其他用途
在原子能工業(yè)中,鎵可以作為熱傳導(dǎo)物質(zhì),將反應(yīng)堆中的熱量傳導(dǎo)出來(lái)。此外,鎵還可以吸收中子,從而達(dá)到控制中子數(shù)目和反應(yīng)速度的效果。
碘化鎵應(yīng)用到高壓水銀燈鎵還可以用來(lái)制造陰極蒸汽燈。將碘化鎵加入到高壓水銀燈中,可以增大水銀燈的輻射強(qiáng)度。
由于鎵具有“熱縮冷脹”性質(zhì),所以具有較好的鑄造性,可以用來(lái)制造鉛字合金,使字體清晰。
鎵蒸汽壓很低,可以在真空裝置中做密封液。

常見(jiàn)鎵產(chǎn)品及其用途介紹

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