Comprendre les propriétés et les utilisations du gallium en une minute

Les propriétés du gallium métallique: symbole d’élément Ga, numéro atomique 31, est un métal du groupe IIIA. La densité est de 5,904 g/cm³, le point de fusion est de 29,76 °C (302,91 K, 85,57 °F) et le point d’ébullition est de 2204 °C (2477 K, 3999 °F). Le gallium solide est bleu-gris et le gallium liquide est blanc argenté. Le gallium est dur et cassant à basse température, mais fond lorsqu’il dépasse la température ambiante, soluble dans l’acide et l’alcali, légèrement soluble dans le mercure et très corrosif. Le gallium est relativement stable dans l’air sec, et un film d’oxyde se formera à la surface pour empêcher l’oxydation continue, et il perdra son éclat dans l’air humide. Le point de congélation du gallium est très bas. Lorsqu’il est converti du liquide au solide, le taux d’expansion est de 3,1%. Le gallium peut s’infiltrer dans le verre, il ne doit donc pas être stocké dans des récipients en verre, mais dans des récipients en plastique.

État d’occurrence du gallium: La teneur en gallium dans la croûte terrestre est de 0,0015%. La distribution du gallium dans la nature est relativement dispersée, et la plupart d’entre eux existent dans les minéraux associés, principalement dans la bauxite, et une petite quantité dans l’étain, le tungstène et le plomb-zinc.

Utilisation du gallium: À l’heure actuelle, les domaines de consommation du gallium métallique dans mon pays comprennent les semi-conducteurs et les matériaux optoélectroniques, les cellules solaires, les alliages, les équipements médicaux, les matériaux magnétiques, etc. Parmi eux, l’industrie des semi-conducteurs est devenue le plus grand domaine de consommation de gallium, représentant environ 80% de la consommation totale. Avec le développement rapide de l’industrie d’application en aval du gallium, en particulier l’industrie des semi-conducteurs et l’industrie des cellules solaires, la demande de gallium métallique augmentera également régulièrement à l’avenir.

1.1 Matériaux semi-conducteurs

Le gallium est un métal rare avec un point de fusion bas et un point d’ébullition élevé, et est connu comme « l’épine dorsale de l’industrie électronique ». Les composés de gallium sont des matériaux semi-conducteurs de haute qualité et sont largement utilisés dans l’industrie optoélectronique et l’industrie de la communication micro-ondes pour la fabrication de communication micro-ondes et d’intégration micro-ondes, d’optique infrarouge et de dispositifs de détection infrarouge, de circuits intégrés, de diodes électroluminescentes, etc. Par exemple, la lumière rouge et verte que nous voyons sur les ordinateurs est émise par des diodes au phosphure de gallium.

1.2 Cellules solaires

Le gallium est utilisé dans la fabrication de cellules solaires, telles que les cellules solaires à l’arséniure de gallium IIIV, qui ont une bonne résistance à la chaleur, une résistance au rayonnement et d’autres caractéristiques, et leur taux de conversion photoélectrique est très élevé.

1.3 Alliages

Le gallium et l’indium, le thallium, l’étain, le bismuth, le zinc, etc. peuvent former une série d’alliages à faible fusion entre 3 °C et 65 °C, qui sont utilisés pour la mesure et le contrôle de la température, les substituts du mercure dans les instruments, les supports dans les opérations de perlage et les revêtements métalliques. Circuits de refroidissement pour les couches, l’électronique et les industries nucléaires. Par exemple, un alliage de gallium contenant 25 % d’indium est un alliage à faible point de fusion qui fond à 16 °C et peut être utilisé dans des dispositifs d’extinction automatique d’incendie. Le gallium et le cuivre, le nickel, l’étain, l’or, etc. peuvent former un flux froid, qui convient aux parois minces de forme spéciale difficiles à souder, au soudage à froid entre les métaux et entre la céramique et au blocage des cavités.

1.4 Domaine médical

Le gallium peut être utilisé dans les diagnostics médicaux, tels que l’utilisation du citrate de gallium (67Ga) pour diagnostiquer le cancer du poumon et du foie. Les alliages de gallium peuvent également être appliqués aux dispositifs médicaux et aux matériaux médicaux, tels que l’utilisation d’alliages de gallium comme matériaux d’obturation dentaire, l’utilisation d'«alliages d’indium-gallium » pour fabriquer des thermomètres, etc.