金属镓的性质和应用

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金属镓的性质和应用

2016-12-13 作者: xuzhiping 浏览: 4339 次

摘要: 镓是一种银白色的金属,它的熔点仅为29.9°C,比人的体温还低,因此被人称为“在手掌中就会熔化的金属”。 镓的熔点虽然比较低,但是沸点却很高(2403°C)。这就是说,在29.9~2403°C这个温度范围内镓以液态存在。人们可以利用镓的这一特性.把它作为传导热...

镓是一种银白色的金属,它的熔点仅为29.9°C,比人的体温还低,因此被人称为“在手掌中就会熔化的金属”。

镓的熔点虽然比较低,但是沸点却很高(2403°C)。这就是说,在29.9~2403°C这个温度范围内镓以液态存在。人们可以利用镓的这一特性.把它作为传导热的介质,或用于制作高温温度计的膨胀材料。这种温度计可以用来测量炼钢炉、原子反应堆等高温场所的温度。而常用的水银温度计测定的最高温度仅为300°C左右,因为汞的沸点为356.9°C。镓的低熔点特性,也可以用于制作高真空泵、紫外线灯管等。

金属镓还有一种特性,就是它能紧紧地附着在玻璃上,因此人们常将镓的薄膜粘贴在玻璃上,制成高反射率的镓镜,应用于仪表工业。

镓还可以制成各种合金。例如,镓锡铟合金的熔点仅为10.6°C;镓锌锡铟合金的熔点稍高,常用于制造自动灭火的消防龙头,因为火场的温度一高,龙头内阻水的合金就会熔化,便可自动放水灭火。镓镁合金特别耐腐蚀,镓铟锡合金能与金属、玻璃、陶瓷等紧密接触,所以是优质的密封材料。.

金属镓还有一个与众多金属不同的物理性质,就是从液态冷凝为固态时,它的体积能够膨胀约3%。因此在某些特殊情况下这种膨胀力也可加以利用,同时盛放镓的容器应留有一定的空隙。

镓的化学性质大致与同族的铝、铟、铊等相似。在常温与干燥的空气中不易被氧化,而在赤热时能被空气中的氧氧化。它与水也不起反应,但易溶于酸(如硫酸、盐酸等)及碱(如NH4OH等)溶液,具有两性性质。

镓还具有超导性质,在接近-273°C时它的电阻几乎为零。镓在自然界的储量与锡在同一数量级,约占地壳质量的万分之四。但是镓的分布比较分散,它没有单独的矿藏,常与锗、铝、锌等共生。部分镓与锗共存于煤炭之中,因此煤烟中常富集镓和锗等元素。

砷化镓的应用

镓是优良的半导体材料,其中开发与应用最多的是砷化镓(GaAs)。砷化镓通常由镓与砷在高温下合成,然后再制成单晶使用。砷化镓晶体呈灰黑色,在空气中比较稳定。它是继锗和硅以后的“第三代半导体”材料。

应用砷化镓可以制成固体微波器材,如光二极管、场效应管等,常用于制造雷达和卫星通信设备等。它可使这些电子设备的结构紧凑、体积缩小、工作电压降低、功率提高,同时可将噪声减小到最低程度,而工作的可靠性又大大提高。

砷化镓也是制造微型激光器的好材质,这种激光器能发射便于光纤传输的光源,以便应用于激光通信、测距、雷达和导弹等尖端技术。

砷化镓还兼有光波产生、导波、耦合、调制与接受等多种功能,因此可以像硅集成电路一样开发“集成光路”。如把激光器、调制器、耦合器、透镜、棱镜等光学元器件制作在一小块衬底材料上,然后制成集成光路,从而为光电子设备的进一步微型化创造条件。

应用砷化镓还可以制成太阳能电池,其光电转化率可达左右,而且这种光电池的抗辐射能力要比硅太阳能电池强一倍以上,因此特别耐用。

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