镓
时间:2026-07-16 08:24 作者:system 点击:次
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用途与合成方法简介镓是一种化学元素，化学符号“Ga”，原子序31，位于元素周期表的第13族，为一种贫金属，与铝、铟和铊具有相似的特性。在自然界中常以微量散存于锌矿、铝矾土矿等矿石中。在标准温度和压力下，镓元素是一种质地柔软的银色金属；而在低温下则为脆性固体。当温度高于29.76°C（85.57°F）则为液体，因此此金属会融化于人的手中（一般人的体温为37°C（99°F））。
发现历史1871年，俄国化学家门得列夫以他的元素周期律，预测“镓”的存在，称之为“eka-aluminium”，意思“铝下元素”（铝下一行的元素）。其密度、熔点、氧化的特征、和氯的键结与随后发现“镓”实值相差无几。 1875年，德布瓦博德兰检测在闪锌矿样品的原子光谱时，发现两条紫色谱线，后来经过电解氢氧化镓的氢氧化钾溶液得到镓。德布瓦博德兰以“高卢”（Gallia）为这个元素命名，在拉丁语中这是对法国高卢的称呼。也有人认为是运用不同语言的双关语而用他的名字（其中包含“Lecoq”）命名：Le coq在法语中是“公鸡”（rooster）之意，而后者在拉丁语中又是“吊带”（gallus，与镓gallium相近）的意思。不过1877年德布瓦博德兰写文章否定这个猜测。 德布瓦博德兰原本认为镓的密度是4.7 g/cm3，和门得列夫预测的数值不相符。在门得列夫的建议下，德布瓦博德兰重新测量，并且得到和门得列夫预测几乎相同的数值：5.9 g/cm3。从1875年镓的发现，到今天半导体的时代以来，镓主要应用于高温测温仪以及制造安定性高或是容易融化的合金。 来源67Ga在自然环境中不存在，主要由回旋加速器加速的质子轰击锌靶产生，核反应式为68Zn（p，2n）67Ga。 应用镓的熔点可作为温度参考点。镓合金亦可应用于温度计，作为代替汞的无毒和环保的替用品，并且可以承受比汞更高的温度。镓铟锡合金（62–95％镓，5–22％铟和0–16％锡）具有较低的熔点-19°C（-2°F），远低于水的凝固点。自1875年发现以来，镓一直被用于制造低熔点合金。它还用于半导体，作为半导体基材的掺杂剂。 不同纯度镓的应用不同纯度的镓的用途也不尽相同，比如：4N金属镓≥99.99%可用于光伏衬底、磁性材料、高温温度计、低熔点合金、光学玻璃等。 5N金属镓≥99.999%可用于热传导介质以及制作高温真空泵、紫外线灯泡等。 6N高纯镓≥99.9999%可用于LED用GaAs,GaP,GaSb,及NB-Fe-B高级磁性材料。 7N高纯镓≥99.99999%用于制绝缘GaAs，供IC作衬底。 8N(MBE)超纯镓≥∞%可用于分子束外延的源，制作GaN蓝色LED和LD，微波电路、量子器件。 制备镓是炼铝和炼锌过程中的一种副产品，然而从闪锌矿中得到的镓很少。大部分的镓萃取自于拜耳法中粗炼的氢氧化铝溶液。通过汞电池的电解和氢氧化钠中汞齐的水解得到镓酸钠，再由电解得到镓。半导体镓则要用区域熔融技术提纯，或从熔融物中提取单晶（即柴氏法）。99.9999%纯的镓已经能例行取得，并且在商业上有广泛应用。 化学性质金黄色，有金属光泽，质柔软而延展性大(面心立方结晶)。熔点1064.43℃。沸点3080℃。相对密度19.3。溶于王水、氰化钾，不溶于酸、冷水和热水。在室温下，其表面能被卤素溶液腐蚀。非常不活泼，不受酸、空气或氧腐蚀。商品常制成海绵状、粉状等。用途半导体工业用作镀金材料。用途用于制造化合物半导体材料和高纯合金。用于镓盐制备在核反应堆中用作热交换介质。生产方法工业生产以工业级金属镓为原料，用电解法、减压蒸馏法、分步结晶法、区域熔融法进一步提纯，制得高纯镓。电解法 以99.99%的工业级金属镓为原料，经电解精炼等工艺，制得高纯镓的纯度≥99.999%。以≥99．999％的高纯镓为原料，经拉制单晶或其他提纯工艺进一步提纯，制得高纯镓的纯度≥99．99999％。 生产方法将高纯氯化金溶液加入反应器中，在搅拌下加入草酸进行还原反应，过滤，用无离子水洗涤，制得高纯金成品。类别腐蚀物品可燃性危险特性遇碱产生易燃氢气储运特性库房通风低温干燥灭火剂二氧化碳、砂土 |
