የብረት ምስል: ጋሊየም

የ LED ብርሃን አብሪዎች ብሩህ ብሩህ

ጋልዩም በከባቢ አየር ውስጥ ያለው ሙቀት ቀዝቃዛ ሲሆን በአብዛኛው ደግሞ ሴሚኮንዳክተር ውህዶች በማምረት ያገለግላል.

Properties:

• አቶሚክ ምልክት: - Ga
• የአቶሚክ ቁጥር: 31
• ንጥረ ነገር ምድብ: ከፖስ በኋላ ሽግግር
• ጥገኛ 5.91 ግ / ሴሜ (በ 73 ° ሴ / 23 ዲግሪ ሴንቲግሬድ)
• የማቀዝቀሻ ነጥብ: 85.58 ° F (29.76 ° C)
• የማብቀል ነጥብ: 3999 ° F (2204 ° C)
• የሙጥ ንጽጽር: 1.5

ባህሪያት:

ንጹህ ባሎሊየም ደማቅ ነጭ ሲሆን ከ 85 ዲግሪ ፋራናይት (29.4 ድግሪ ሴንቲ ግሬድ) ባለው የሙቀት መጠን ይቀንሳል.

ብረት በ 4000 ° ሴ (2204 ዲግሪ ሴንቲግሬድ) እስከ ሙቀቱ ድረስ ብሩ ይባላል.

ጋሊየም ከ 3% በላይ ብቻ በመዝቀቁ ምክንያት እየሰፋ ከሚሄደው ጥቂት ጥቃቅን ብረቶች አንዱ ነው.

ምንም እንኳን ጋሊዮም ከሌሎች ማዕድናት ጋር በቀላሉ ለመገጣጠም ቢጥርም, የብረት ማዕዘኑ ላይ የሚንጠባጠብ, ብረትን ወደ ብስባሽ ያሽከረክራል እና ብዙ ብረቶችን ያዳክማል. ዝቅተኛ የማቅለጫ ዘዴው ግን በአንዳንድ የዝቅተኛ ቅልቅል ጨረሮች ላይ ጠቃሚ ነው.

በክረምት ጊዜ ውስጥ ፈሳሽ በሆነው ፈሳሽ በተቃራኒ ጋሊዮም ቆዳውን እና መስተዋት ላይ በማጣበቅ ይበልጥ አስቸጋሪ ያደርገዋል. ጋሊየም ልክ እንደ መርዛማ ነው ማለት አይደለም.

ታሪክ

በ 1875 በፖል-ኤሚሌ ኮኮ ዴ ቦስቡዳን የተገኘውን የፌላላቴክን ንጥረ-ነገር በመመርመር ሲታወቅ, በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ አካባቢ የጋሊየም ማኑዋሎች በማንኛውም የንግድ ሥራ ላይ ጥቅም ላይ አልዋሉም ነበር.

ጋሊየም እንደ መዋቅራዊ ብረት ብዙም ጥቅም ላይ አልዋለም, ነገር ግን በብዙ ዘመናዊ ኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች ውስጥ ያለው ዋጋ ሊታወቅ አይችልም.

በ 1950 ዎቹ መጀመሪያ ላይ የተጀመረውን የብርሃን ፍንዳታ (ኤንዲኢዎች) እና የ III-V ሬዲዮ (RF) ሴሚኮንዳክ ቴክኖሎጂዎች ከመጀመሪው የምርምር ጥናት የተገነቡ የጋልሊየም አጠቃቀም.

በ 1962, IBM የፊዚክስ ሊቅ የጄ ቢን ጋመን ላይ ስላደረገው የጋሊየም አርሰኒየም (GaAs) ምርምር በወቅቱ "ግኒን ተፅእኖ" በመባል የሚታወቀውን ከፊል ኮንኮንሲንግ ስኬቲስቴሽን (ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤን-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤን-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤን-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤን-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው-ኤው). ይህ ግኝት ቀደም ባሉት ጊዜያዊ ወታደራዊ መሳሪያዎች በጋናን ዲዮዶዎች (እንደ ዝውውር ኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች በመባልም ይታወቃል) ተለይተው በተለያዩ መሳሪያዎች, በመኪና ራ ዳሽ መቆጣጠሪያዎች እና ምልክት ሰጭ መቆጣጠሪያዎች እስከ እርጥበት ይዘት ፈተሻዎች እና በሀይል ጠባቂ ማንቂያዎች ጥቅም ላይ ሲውሉ ቆይተዋል.

በ GaAs ላይ የተመሠረቱ የመጀመሪያው LEDs እና lasers በ 1960 A መት ውስጥ በ RCA, GE, E ና IBM በሚገኙ ተመራማሪዎች የተሠሩ ናቸው.

በመጀመሪያዎቹ ዲ ኤን ኤዎች ሊታዩ የማይችሉ የኢምፔራ ብርሃን አምራቾች ማፍራት ቻሉ, መብራቶቹን ለሞካሪዎች እና ለፎቶ ኤሌክትሮኒካዊ ማመልከቻዎች መወሰን ይችሉ ነበር. ይሁን እንጂ እንደ ኃይል ቆጣቢና ጥብቅ የብርሃን ምንጮች እንደ ችሎታቸው ግልጽ ሆኖ ነበር.

በ 1960 ዎቹ መጀመሪያ, ቫስ ኣፕቲንግስ (LEDs) ለደንበኞቻቸው ለንግድ ማቅረቢያ ማቅረብ ጀመሩ. በ 1970 ዎቹን በማስተዋወቂያዎች እና በሂሳብ ማሳያ መሳሪያዎች ላይ የተጠቀሙባቸው የቀድሞ ዲጂታል ማሳያ ስርዓት, ወዲያውኑ በ LED backlighting systems ተቀርጸው ነበር.

በ 1970 ዎቹና 1980 ዎቹ ተጨማሪ ምርምር የበለጠ ውጤታማ የማስቀመጫ ዘዴዎችን በመጠቀም የ LED ቴክኖሎጂ ይበልጥ አስተማማኝ እና ወጪ ቆጣቢ እንዲሆን አስችሏል. የጋሊየየ-አሉሚኒየም አርሰንክ (GaAlAs) ሴሚኮንዳክተር ጥራቶች የዲጂታል ዲዛይን (LEDs) ከቀዳሚው አሥር እጥፍ የበለጠ ብሩህ ሆኖ, ዲ ኤን ኤ ውስጥ የሚገኙት የቀለም ሽፋኖችም በአዲስ, በጋልሊየም ላይ የተካተቱ ከፊል ሞዴሎች (ለምሳሌ ኢንዲየም) ጋሊየም-ናይትሬድ (ኢንጂን), ጋሊየም-አርሴይኖ-ፎስፌት (GaAsP) እና ጋሊየም-ፎስፌት (GaP).

በ 1960 ዎቹ መገባደጃ, የ GaAs ግዙፍ ንብረቶች ለአየር ምርምር ፍለጋ የፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች አካል ሆነው ተመርተዋል. እ.ኤ.አ. በ 1970 አንድ የሶቪየት የምርምር ቡድን የመጀመሪያውን የ GaAs የጋራ የመተንፈሻ ቱቦዎችን ፈጠረ.

የኦፕሌት ኤሌክትሮኒክስ መሣሪያዎች እና የተቀናጁ ሰርኩ (ICs) ለማምረት በጣም ወሳኝ ነው, በ 1990 ዎቹ መጨረሻ እና በ 21 ኛው ክፍለዘመን መጀመሪያ ላይ የ GaAs ስፕላቶች ፍላጐት በከፍተኛ ፍጥነት ከፍ ብሎ ነበር, ከሞባይል መገናኛ እና አማራጭ ኢነርጂ ቴክኖሎጂዎች ጋር ተያያዥነት አለው.

በ 2000 እና በ 2011 በመላው ዓለም በከፊል የዋልታ ማምረት መጠን ከ 100 ሜትሪክ ቶን አመት ወደ ከ 300 ሜጋ ቶን በላይ በመጨመሩ ለዚህ አስገራሚ ጥያቄ ምላሽ መስጠት አያስደንቅም.

ምርት

በመሬት ምልከታ ውስጥ በአማካይ በየዓመቱ በአማካይ በ 15 ከመቶ ድርሻ አለው. ይሁን እንጂ ብረቱ በሰፊው ተበታትነው እና በአነስተኛ የኢንቨስትመንት ማዕድናት ውስጥ ይገኛል.

የተዘጋጁት የመጀመሪያ ደረጃው ጋሊየም 90% የሚሆነው አሁን በአልሚኒ (Al2O3) ን በማጣራት በአልሚኒየም ቀዳማዊነት በማጣራት ከቦልታይት ይወጣል.

በፔሚለር አፈር ውስጥ በማጣራት በሲሚክ ተረፈ ምርት ውስጥ አነስተኛ መጠን ያለው ጋሊየም ይመረታል.

በባይለር የአልሙኒየም ማዕድን ወደ አልማኒ የማጥራት ሂደቶች, የተቀጨው ቅይጥ በሶዲየም ሃይድሮክሳይድ (ናኦሆት) በሚታጠብ ሙቀት ታጥቧል. ይህ አልማሚን በሶዲየም aluminate ይለውጠዋል, አሁን በደረት ውስጥ ይቀመጣል, አሁን ግን ጋሊየም የሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መጠጥ እንደገና ጥቅም ላይ ይውላል.

ይህ መጠጥ እንደገና ጥቅም ላይ ስለዋለ የሎሊየም ይዘት ከ 100-125 ፒኤም እስከሚደርስ ድረስ በእያንዳንዱ ዑደት ይጨምራል. ከዚያም ድብልቱ ሊወሰድ ይችላል እና የኦርጋን ነጋሪት ወኪሎችን በመጠቀም በቫይረሰንት መሰብሰብ ይቻላል.

በኤሌክትሮኒክስ ውሃ ውስጥ 104-140 ዲግሪ ፋራናይት (40-60 ዲግሪ ሴንቲግሬድ) ውስጥ, ሶዲየም ጋለቲን ወደ ያልተለመደው ጋሊየም ይቀየራል. በአሲድ ውስጥ ከታጠበ በኋላ በ 994-99.99% ጋሊል ብረት አማካኝነት በሸራ በሚሰራ የሸክላ ማሽኖች ወይም የመስታወት ሳጥኖች ይጣራሉ.

99.99% ለ GaA አፕሊኬሽኖች መደበኛ የማምለጃ ደረጃ ነው, ነገር ግን አዳዲስ አጠቃቀሞች ተለዋዋጭ አባሎችን ለማስወገድ ወይም በኤሌክትሪክ ኬሚካል ማጽዳት እና በከፊል የማነጣጠር ዘዴዎችን ለማስወገድ በበረዶ ውስጥ ያለውን የብረታ ብረት ማሞቅ ይቻላል.

ባለፉት አስር አመታት አብዛኛው የዓለም ዋነኛ ጋሊል ማምረት ወደ ቻይና የተዘዋወረ ሲሆን በአሁኑ ጊዜ ወደ 70 በመቶ የሚሆነውን የኣለም ጋሊየም ያቀርባል. ሌሎች ዋና ዋና አገሮች ደግሞ ዩክሬንን እና ካዛክስታንን ያካትታሉ.

በየዓመቱ 30% የሚሆነው የጆሊየም ማምረት ከቆሻሻ እና እንደገና ጥቅም ላይ ሊውሉ ከሚችሉ ቁሳቁሶች ለምሳሌ ከ GaAs-containing IC wafers. አብዛኛው የሎሊም ሪልዮሽ / recycling በጃፓን, በሰሜን አሜሪካ እና በአውሮፓ ውስጥ ይካሄዳል.

የዩናይትድ ስቴትስ የጂኦሎጂካል ጥናት ተቋም እንደገለጸው በ 2011 በ 310 ሚሊዮን ሜትሪክ ቶን ፈሳሽ ጋሊየም ተመርቷል.

በዓለም ትልቁ የጅብሪካ አምራቾች የዙዋይ ፋንዩዋን, ቤጂንግ ጂያ ሴሜኮኮክቸር ቁሳቁሶች, እና ሪፕር ሪት ሜትቶችን

መተግበሪያዎች:

ሲቀላጠፍ ጋሊየም ሲሰበር ወይም እንደ ብረትን ብስሌት ብረት ለማምረት ተችሏል. ይህ ባህሪ, በጣም ዝቅተኛ የማቀዝቀዣ ሙቀቱ ጋር, ማለትም በመዋቅራዊ አተገባበር ላይ አነስተኛ ጥቅም አለው.

በብረት ማዕድኑ ውስጥ ጋሊየም በአደሌጣኞች እና በዝቅተኛ ቅልቅል ቅይይት ውስጥ እንደ ገላጋን ኤንዲን ጥቅም ላይ ይውላል, ነገር ግን አብዛኛውን ጊዜ በሚገኙት ሴሚኮንዳክ ዕቃዎች ውስጥ ነው.

የጋሊየን ዋነኛ መተግበሪያዎች በአምስት ቡድኖች ሊመደቡ ይችላሉ.

1. ሴሚኮንዳክተሮች ለ 70% የዓመታዊ የጋሊየም ፍጆታ ሒሳብ, እንደ ስማርትፎኖች እና ሌሎች ገመድ አልባ መገናኛ መሳሪያዎች ባሉ የኃይል ማዳን እና የማሻሻያ ችሎታዎች ላይ ከሚታመኑ በርካታ ዘመናዊ ኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች የጀርባ አጥንት ናቸው.

2. ፈጣን ኤሌክትሮኒክስ (LEDs) - ከ 2010 ጀምሮ በመላው ዓለም በሞባይልና በሬድዮ ማያ ገጽ ማሳያ ላይ ከፍተኛ የብርሃን ማብቂያዎችን ስለሚያመጣ የሎሊየም ዓለም አቀፋዊነት ከሁሉም የ LED ሴክተር ጋር ሲነጻጸር በእጥፍ ጨምሯል. ወደ ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ የሚወስደው ዓለም አቀፋዊ ተግዳሮት ለኤላላይን መብራትን በንጣጭ ብርሃን እና ፍም ንብራጭ ብርሃን እንዲጠቀም መንግሥት ድጋፍ ሰጭ አድርጎታል.

3. የፀሃይ ሀይል-ጋሎሚያ በፀሐይ ኀይል ኤሌክትሮኒክስ አጠቃቀም ላይ በሁለት ቴክኖሎጂዎች ላይ ያተኩራል-

• GaAs ኮምፓተር የፀሐይ ኃይል ሴሎች
• የ Cadmium-indium-gallium-selenide (CIGS) ቀጭን ፊዚየም ሶል ሴሎች

ሁለቱም ቴክኖሎጂዎች ከፍተኛ ኃይል ያለው የፎቶቫልታይክ ሴሎች እንደሆኑ, በተለይም ከበረራና ወታደራዊ ጋር በተያያዙ በተለይም ለትርፍ ግዢዎች እንቅፋቶች ተጋላጭ ናቸው.

4. ማግኔቲክ ቁሳቁሶች-ከፍተኛ ጥንካሬ, ቋሚ ማግኔቶች የኮምፒተርን, የእብሪት መኪናዎችን, የነፋስ ተርባይኖችን እና የተለያዩ የኤሌክትሮኒክስ እና አውቶሜትድ መሳሪያዎች ናቸው. ጥቂቶቹ የጋሊየም ጭማሪዎች በኒውትሚየም, በብረት - ቦረን (NdFeB) ማግኔቶች ጨምሮ በአንዳንድ ቋሚ ስሞችን ይጠቀማሉ.

5. ሌሎች መተግበሪያዎች:

• ልዩ ቅይጦሽ እና ወታደር
• የብርድ መስተዋቶች
• ከፕቶቸኒየም እንደ የኑክሌር አረጋጋጭ
• ኒኬል - ማንጋኒዝ- ጋልሚየም ቅርፅ የማስታወስ ቅይጥ
• ነዳጅ ነዳጅ
• የባዮሜዲክ ማሽኖች, መድሃኒቶች (ጋሊየም ናይትሬት)
• ፎስፈርስ
• Neutrino ማንነት

_{ምንጮች:}

_{Softpedia. የ LEDs (ፈዛዊ ብርሃን-አመንጪ ዳዮድስ).}

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

_{አንቶኒዮ ጆንስስ, (1993), "የአሊሉሚየም, ጋሊየም, ኢንጂየም እና ታሊሊየም ኬሚስትሪ." Springer, ISBN 978-0-7514-0103-5}

_{ባርራት, ከርቲስ ኤ "III-ቪ ሴሚኮንዳክተሮች, በ RF አገልግሎት ውስጥ ያለ ታሪክ." ECS ትራንስ . 2009, ጥራዝ 19, እትም 3, ገጽ 79-84.}

_{ሽቡደር, ኢፍሬድ. ብርሃን-አመንጪ ዲዲዮዎች . Rensselaer Polytechnic Institute, ኒው ዮርክ. ግንቦት 2003.}

_{USGS. የማዕድን ምርቶች ማጠቃለያዎች ጋሊየም.}

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

_{SM ሪፖርት. የምርት ብረቶች-የአሉሚኑ-ጋሊየን ግንኙነት .}

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