மெட்டல் டெர்மினேட்டர் - காலியம்

மிகவும் மாயாஜாலமான ஒரு வகையான உலோகம் உள்ளது. அன்றாட வாழ்க்கையில், இது பாதரசம் போன்ற திரவ வடிவில் தோன்றும். நீங்கள் அதை ஒரு கேனில் வைத்தால், பாட்டில் காகிதத்தைப் போல உடையக்கூடியதாக இருப்பதைக் கண்டு நீங்கள் ஆச்சரியப்படுவீர்கள், மேலும் அது ஒரு குத்தினால் உடைந்துவிடும். கூடுதலாக, தாமிரம் மற்றும் இரும்பு போன்ற உலோகங்களில் அதை கைவிடுவது இந்த நிலைமையை ஏற்படுத்துகிறது, இது "உலோக டெர்மினேட்டர்" என்று அழைக்கப்படலாம். அத்தகைய குணாதிசயங்களைக் கொண்டிருப்பதற்கு என்ன காரணம்? இன்று நாம் உலோக காலியம் உலகில் நுழைவோம்.

1, என்ன உறுப்புகாலியம் உலோகம்

காலியம் தனிமம் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் நான்காவது காலகட்டம் IIIA குழுவில் உள்ளது. தூய காலியத்தின் உருகுநிலை மிகவும் குறைவாக உள்ளது, 29.78 ℃ மட்டுமே, ஆனால் கொதிநிலை 2204.8 ℃ வரை அதிகமாக உள்ளது. கோடையில், இது ஒரு திரவமாக உள்ளது மற்றும் உள்ளங்கையில் வைக்கப்படும் போது உருகலாம். மேலே உள்ள பண்புகளிலிருந்து, காலியம் அதன் குறைந்த உருகும் புள்ளியின் காரணமாக மற்ற உலோகங்களை துல்லியமாக அரிக்கும் என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ளலாம். திரவ காலியம் மற்ற உலோகங்களுடன் கலவைகளை உருவாக்குகிறது, இது முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட மந்திர நிகழ்வு ஆகும். பூமியின் மேலோட்டத்தில் அதன் உள்ளடக்கம் சுமார் 0.001% மட்டுமே, அதன் இருப்பு 140 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வரை கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. 1871 ஆம் ஆண்டில், ரஷ்ய வேதியியலாளர் மெண்டலீவ் தனிமங்களின் கால அட்டவணையை சுருக்கமாகக் கூறினார் மற்றும் துத்தநாகத்திற்குப் பிறகு, அலுமினியத்திற்கு கீழே ஒரு தனிமம் உள்ளது, இது அலுமினியத்திற்கு ஒத்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் "அலுமினியம் போன்ற உறுப்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது. 1875 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி போவாபோர்ட்லேண்ட் அதே குடும்பத்தின் உலோகத் தனிமங்களின் நிறமாலை வரி விதிகளை ஆய்வு செய்தபோது, ​​அவர் ஸ்பேலரைட்டில் (ZnS) ஒரு விசித்திரமான ஒளி பட்டையைக் கண்டுபிடித்தார், எனவே அவர் இந்த "அலுமினியம் போன்ற உறுப்பு" என்பதைக் கண்டுபிடித்தார், பின்னர் அதற்கு தனது தாய்நாட்டின் பெயரைப் பெயரிட்டார். பிரான்ஸ் (Gaul, Latin Gallia), இந்த உறுப்பைக் குறிக்க Ga என்ற குறியீட்டைக் கொண்டது, எனவே கேலியம் வேதியியல் தனிம கண்டுபிடிப்பு வரலாற்றில் கணிக்கப்பட்ட முதல் உறுப்பு ஆனது, பின்னர் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட தனிமத்தைக் கண்டறிந்தது. சோதனைகளில்.

காலியம் முக்கியமாக சீனா, ஜெர்மனி, பிரான்ஸ், ஆஸ்திரேலியா, கஜகஸ்தான் மற்றும் உலகின் பிற நாடுகளில் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இதில் சீனாவின் காலியம் வள இருப்பு உலகின் மொத்தத்தில் 95% க்கும் அதிகமாக உள்ளது, முக்கியமாக ஷாங்க்சி, குய்சோ, யுனான், ஹெனான், குவாங்சியில் விநியோகிக்கப்படுகிறது. மற்றும் பிற இடங்கள் [1]. விநியோக வகையைப் பொறுத்தவரை, ஷாங்க்சி, ஷான்டாங் மற்றும் பிற இடங்கள் முக்கியமாக பாக்சைட், யுனான் மற்றும் பிற இடங்களில் டின் தாதுவில் உள்ளன, மேலும் ஹுனான் மற்றும் பிற இடங்கள் முக்கியமாக ஸ்பேலரைட்டில் உள்ளன. கேலியம் உலோகம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆரம்பத்தில், அதன் பயன்பாடு தொடர்பான ஆராய்ச்சி இல்லாததால், மக்கள் எப்போதும் குறைந்த பயன்பாட்டினைக் கொண்ட உலோகம் என்று நம்புகிறார்கள். இருப்பினும், தகவல் தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சி மற்றும் புதிய ஆற்றல் மற்றும் உயர் தொழில்நுட்பத்தின் சகாப்தத்துடன், காலியம் உலோகம் தகவல் துறையில் ஒரு முக்கிய பொருளாக கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது, மேலும் அதன் தேவையும் பெரிதும் அதிகரித்துள்ளது.

2, உலோக காலியம் பயன்பாட்டு புலங்கள்

1. குறைக்கடத்தி புலம்

காலியம் முக்கியமாக குறைக்கடத்தி பொருட்கள் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) பொருள் மிகவும் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் தொழில்நுட்பம் மிகவும் முதிர்ந்ததாக உள்ளது. தகவல் பரவலின் கேரியராக, கேலியத்தின் மொத்த நுகர்வில் 80% முதல் 85% வரை குறைக்கடத்தி பொருட்கள், முக்கியமாக வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காலியம் ஆர்சனைடு சக்தி பெருக்கிகள் 4G நெட்வொர்க்குகளை விட 100 மடங்கு தகவல் பரிமாற்ற வேகத்தை அதிகரிக்க முடியும், இது 5G சகாப்தத்தில் நுழைவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. மேலும், காலியம் அதன் வெப்ப பண்புகள், குறைந்த உருகுநிலை, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் நல்ல ஓட்ட செயல்திறன் காரணமாக குறைக்கடத்தி பயன்பாடுகளில் வெப்பச் சிதறல் ஊடகமாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். வெப்ப இடைமுகப் பொருட்களில் காலியம் அடிப்படையிலான அலாய் வடிவில் காலியம் உலோகத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் எலக்ட்ரானிக் கூறுகளின் வெப்பச் சிதறல் திறன் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்.

2. சூரிய மின்கலங்கள்

சூரிய மின்கலங்களின் வளர்ச்சி ஆரம்பகால மோனோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களிலிருந்து பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் மெல்லிய பட செல்களாக மாறியுள்ளது. பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் மெல்லிய பட கலங்களின் அதிக விலை காரணமாக, செமிகண்டக்டர் பொருட்களில் உள்ள காப்பர் இண்டியம் காலியம் செலினியம் மெல்லிய பட (CIGS) செல்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர் [3]. CIGS செல்கள் குறைந்த உற்பத்தி செலவுகள், பெரிய தொகுதி உற்பத்தி மற்றும் அதிக ஒளிமின்னழுத்த மாற்று விகிதம் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் பரந்த வளர்ச்சி வாய்ப்புகள் உள்ளன. இரண்டாவதாக, கேலியம் ஆர்சனைடு சூரிய மின்கலங்கள் மற்ற பொருட்களால் செய்யப்பட்ட மெல்லிய பட கலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மாற்றும் திறனில் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், காலியம் ஆர்சனைடு பொருட்களின் அதிக உற்பத்தி செலவு காரணமாக, அவை தற்போது முக்கியமாக விண்வெளி மற்றும் இராணுவத் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3. ஹைட்ரஜன் ஆற்றல்

உலகம் முழுவதும் எரிசக்தி நெருக்கடி பற்றிய விழிப்புணர்வு அதிகரித்து வருவதால், மக்கள் புதுப்பிக்க முடியாத எரிசக்தி ஆதாரங்களை மாற்ற முற்படுகின்றனர், இதில் ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் தனித்து நிற்கிறது. இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்தின் அதிக விலை மற்றும் குறைந்த பாதுகாப்பு இந்த தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. மேலோட்டத்தில் மிகுதியாக உள்ள உலோகத் தனிமமாக, அலுமினியமானது தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து சில நிபந்தனைகளின் கீழ் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய முடியும், இது ஒரு சிறந்த ஹைட்ரஜன் சேமிப்புப் பொருளாகும், இருப்பினும், உலோக அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பு எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு அடர்த்தியான அலுமினிய ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குகிறது. , இது எதிர்வினையைத் தடுக்கிறது, குறைந்த உருகுநிலை உலோக காலியம் அலுமினியத்துடன் ஒரு கலவையை உருவாக்க முடியும், மேலும் காலியம் மேற்பரப்பைக் கரைக்கும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். அலுமினியம் ஆக்சைடு பூச்சு, எதிர்வினை தொடர அனுமதிக்கிறது [4], மற்றும் உலோக காலியம் மறுசுழற்சி மற்றும் மீண்டும் பயன்படுத்தப்படும். அலுமினிய காலியம் அலாய் பொருட்களின் பயன்பாடு, ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் விரைவான தயாரிப்பு மற்றும் பாதுகாப்பான சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து, பாதுகாப்பு, பொருளாதாரம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் சிக்கலை பெரிதும் தீர்க்கிறது.

4. மருத்துவத் துறை

கேலியம் பொதுவாக மருத்துவத் துறையில் அதன் தனித்துவமான கதிர்வீச்சு பண்புகளால் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது வீரியம் மிக்க கட்டிகளை இமேஜிங் செய்வதற்கும் தடுப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. காலியம் கலவைகள் வெளிப்படையான பூஞ்சை எதிர்ப்பு மற்றும் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இறுதியில் பாக்டீரியா வளர்சிதை மாற்றத்தில் குறுக்கிடுவதன் மூலம் ஸ்டெரிலைசேஷன் அடையும். மேலும் காலியம் உலோகக் கலவைகள் வெப்பமானிகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம், அதாவது காலியம் இண்டியம் டின் தெர்மோமீட்டர்கள், ஒரு புதிய வகை திரவ உலோகக் கலவை பாதுகாப்பானது, நச்சுத்தன்மையற்றது மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்தது, மேலும் நச்சு பாதரச வெப்பமானிகளை மாற்றுவதற்குப் பயன்படுத்தலாம். கூடுதலாக, ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் காலியம் அடிப்படையிலான அலாய் பாரம்பரிய வெள்ளி கலவையை மாற்றுகிறது மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் ஒரு புதிய பல் நிரப்பு பொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3, அவுட்லுக்

உலகில் காலியம் உற்பத்தி செய்யும் நாடுகளில் சீனா முதன்மையான நாடாக இருந்தாலும், சீனாவின் கேலியம் தொழிலில் இன்னும் பல பிரச்சனைகள் உள்ளன. துணை கனிமமாக கேலியத்தின் குறைந்த உள்ளடக்கம் காரணமாக, காலியம் உற்பத்தி நிறுவனங்கள் சிதறிக்கிடக்கின்றன, மேலும் தொழில்துறை சங்கிலியில் பலவீனமான இணைப்புகள் உள்ளன. சுரங்க செயல்முறை தீவிர சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் உயர் தூய்மையான காலியத்தின் உற்பத்தி திறன் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக உள்ளது, முக்கியமாக குறைந்த விலையில் கரடுமுரடான கேலியத்தை ஏற்றுமதி செய்வதையும் அதிக விலையில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட கேலியத்தை இறக்குமதி செய்வதையும் நம்பியுள்ளது. இருப்பினும், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி, மக்களின் வாழ்க்கைத் தரத்தை மேம்படுத்துதல் மற்றும் தகவல் மற்றும் ஆற்றல் துறைகளில் காலியம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், காலியத்தின் தேவையும் வேகமாக அதிகரிக்கும். உயர் தூய்மை கேலியத்தின் ஒப்பீட்டளவில் பின்தங்கிய உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் தவிர்க்க முடியாமல் சீனாவின் தொழில்துறை வளர்ச்சியில் தடைகளை ஏற்படுத்தும். சீனாவில் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் உயர்தர வளர்ச்சியை அடைவதற்கு புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவது மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.