மெட்டல் டெர்மினேட்டர் - காலியம்

மிகவும் மாயாஜாலமான ஒரு வகையான உலோகம் உள்ளது. அன்றாட வாழ்க்கையில், அது பாதரசம் போல திரவ வடிவில் தோன்றும். நீங்கள் அதை ஒரு கேனில் போட்டால், பாட்டில் காகிதம் போல உடையக்கூடியதாக மாறுவதைக் கண்டு நீங்கள் ஆச்சரியப்படுவீர்கள், மேலும் அது ஒரு குத்தியாலேயே உடைந்து விடும். கூடுதலாக, செம்பு மற்றும் இரும்பு போன்ற உலோகங்களில் அதை விடுவதும் இந்த சூழ்நிலையை ஏற்படுத்துகிறது, இதை "உலோக டெர்மினேட்டர்" என்று அழைக்கலாம். இது போன்ற 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 மிகக் குறைவு, 29.78 ℃ மட்டுமே, ஆனால் கொதிநிலை 2204.8 ℃ வரை அதிகமாக உள்ளது. கோடையில், அதன் பெரும்பகுதி ஒரு திரவமாகவே உள்ளது மற்றும் உள்ளங்கையில் வைக்கப்படும் போது உருக முடியும். மேலே உள்ள பண்புகளிலிருந்து, காலியம் அதன் குறைந்த உருகுநிலை காரணமாக மற்ற உலோகங்களைத் துல்லியமாக அரிக்க முடியும் என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ளலாம். திரவ காலியம் மற்ற உலோகங்களுடன் உலோகக் கலவைகளை உருவாக்குகிறது, இது முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட மாயாஜால நிகழ்வு. பூமியின் மேலோட்டத்தில் அதன் உள்ளடக்கம் சுமார் 0.001% மட்டுமே, மேலும் அதன் இருப்பு 140 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வரை கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. 1871 ஆம் ஆண்டில், ரஷ்ய வேதியியலாளர் மெண்டலீவ் தனிமங்களின் கால அட்டவணையை சுருக்கமாகக் கூறி, துத்தநாகத்திற்குப் பிறகு, அலுமினியத்திற்குக் கீழே ஒரு தனிமம் உள்ளது, இது அலுமினியத்தைப் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் "அலுமினியம் போன்ற தனிமம்" என்று அழைக்கப்படுகிறது என்று கணித்தார். 1875 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி போவாபோர்ட்லேண்ட் ஒரே குடும்பத்தைச் சேர்ந்த உலோகத் தனிமங்களின் நிறமாலை வரி விதிகளை ஆய்வு செய்து கொண்டிருந்தபோது, ​​ஸ்பேலரைட்டில் (ZnS) ஒரு விசித்திரமான ஒளிப் பட்டையைக் கண்டுபிடித்தார், எனவே அவர் இந்த "அலுமினியம் போன்ற தனிமத்தை" கண்டுபிடித்தார், பின்னர் அதற்கு தனது தாய்நாடான பிரான்சின் (Gaul, லத்தீன் காலியா) பெயரிட்டார், இந்த தனிமத்தைக் குறிக்க Ga என்ற குறியீட்டைக் கொண்டிருந்தார், எனவே வேதியியல் தனிமக் கண்டுபிடிப்பு வரலாற்றில் கணிக்கப்பட்ட முதல் தனிமமாக காலியம் ஆனது, பின்னர் சோதனைகளில் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட தனிமத்தைக் கண்டறிந்தார்.

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, யுன்னான், ஹெனான், குவாங்சி மற்றும் பிற இடங்களில் விநியோகிக்கப்படுகிறது [1]. விநியோக வகையைப் பொறுத்தவரை, ஷாங்க்சி, ஷாண்டோங் மற்றும் பிற இடங்கள் முக்கியமாக பாக்சைட்டிலும், யுன்னான் மற்றும் பிற இடங்கள் தகரம் தாதுவிலும், ஹுனான் மற்றும் பிற இடங்கள் முக்கியமாக ஸ்பாலரைட்டிலும் உள்ளன. காலியம் உலோகத்தைக் கண்டுபிடித்த தொடக்கத்தில், அதன் பயன்பாடு குறித்த தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி இல்லாததால், அது குறைந்த பயன்பாட்டினைக் கொண்ட உலோகம் என்று மக்கள் எப்போதும் நம்பினர். இருப்பினும், தகவல் தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சி மற்றும் புதிய ஆற்றல் மற்றும் உயர் தொழில்நுட்பத்தின் சகாப்தத்துடன், காலியம் உலோகம் தகவல் துறையில் ஒரு முக்கியமான பொருளாக கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது, மேலும் அதன் தேவையும் பெரிதும் அதிகரித்துள்ளது.

2、 உலோக காலியத்தின் பயன்பாட்டு புலங்கள்

1. குறைக்கடத்தி புலம்

காலியம் முக்கியமாக குறைக்கடத்தி பொருட்கள் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) பொருள் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் தொழில்நுட்பம் மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்தது. தகவல் பரவலின் கேரியராக, குறைக்கடத்தி பொருட்கள் மொத்த காலியத்தின் நுகர்வில் 80% முதல் 85% வரை உள்ளன, இது முக்கியமாக வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. காலியம் ஆர்சனைடு சக்தி பெருக்கிகள் 4G நெட்வொர்க்குகளை விட 100 மடங்கு தகவல்தொடர்பு பரிமாற்ற வேகத்தை அதிகரிக்க முடியும், இது 5G சகாப்தத்தில் நுழைவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்க முடியும். 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 வடிவத்தில் காலியம் உலோகத்தைப் பயன்படுத்துவது மின்னணு கூறுகளின் வெப்பச் சிதறல் திறன் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்.

2. சூரிய மின்கலங்கள்

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

3. ஹைட்ரஜன் ஆற்றல்

உலகம் முழுவதும் ஆற்றல் நெருக்கடி குறித்த விழிப்புணர்வு அதிகரித்து வருவதால், ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் தனித்து நிற்கும் புதுப்பிக்கத்தக்க அல்லாத எரிசக்தி ஆதாரங்களை மக்கள் மாற்ற முயல்கின்றனர். இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்தின் அதிக விலை மற்றும் குறைந்த பாதுகாப்பு இந்த தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. மேலோட்டத்தில் மிகுதியாக உள்ள உலோகத் தனிமமாக, அலுமினியம் தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து சில நிபந்தனைகளின் கீழ் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய முடியும், இது ஒரு சிறந்த ஹைட்ரஜன் சேமிப்புப் பொருளாகும். இருப்பினும், உலோக அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பின் எளிதான ஆக்சிஜனேற்றம் காரணமாக, ஒரு அடர்த்தியான அலுமினிய ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குகிறது, இது எதிர்வினையைத் தடுக்கிறது, குறைந்த உருகுநிலை உலோக காலியம் அலுமினியத்துடன் ஒரு கலவையை உருவாக்க முடியும் என்றும், காலியம் மேற்பரப்பு அலுமினிய ஆக்சைடு பூச்சைக் கரைத்து, எதிர்வினை தொடர அனுமதிக்கிறது என்றும், உலோக காலியம் மறுசுழற்சி செய்யப்பட்டு மீண்டும் பயன்படுத்தப்படலாம் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். அலுமினிய காலியம் அலாய் பொருட்களின் பயன்பாடு ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் விரைவான தயாரிப்பு மற்றும் பாதுகாப்பான சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து சிக்கலை பெரிதும் தீர்க்கிறது, பாதுகாப்பு, பொருளாதாரம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துகிறது.

4. மருத்துவத் துறை

காலியம் அதன் தனித்துவமான கதிர்வீச்சு பண்புகள் காரணமாக மருத்துவத் துறையில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது வீரியம் மிக்க கட்டிகளைப் படம்பிடிக்கவும் தடுக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். காலியம் சேர்மங்கள் வெளிப்படையான பூஞ்சை எதிர்ப்பு மற்றும் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இறுதியில் பாக்டீரியா வளர்சிதை மாற்றத்தில் தலையிடுவதன் மூலம் கிருமி நீக்கம் செய்கின்றன. மேலும் காலியம் உலோகக் கலவைகளைப் பயன்படுத்தி வெப்பமானிகளை உருவாக்கலாம், அதாவது காலியம் இண்டியம் டின் வெப்பமானிகள், பாதுகாப்பான, நச்சுத்தன்மையற்ற மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த ஒரு புதிய வகை திரவ உலோகக் கலவை, மேலும் நச்சு பாதரச வெப்பமானிகளை மாற்றவும் பயன்படுத்தலாம். கூடுதலாக, காலியம் அடிப்படையிலான கலவையின் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதம் பாரம்பரிய வெள்ளி கலவையை மாற்றுகிறது மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் ஒரு புதிய பல் நிரப்பும் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3, அவுட்லுக்

உலகில் காலியம் உற்பத்தி செய்யும் முக்கிய நாடுகளில் சீனாவும் ஒன்று என்றாலும், சீனாவின் காலியம் தொழிலில் இன்னும் பல சிக்கல்கள் உள்ளன. துணை கனிமமாக காலியம் குறைவாக இருப்பதால், காலியம் உற்பத்தி நிறுவனங்கள் சிதறிக்கிடக்கின்றன, மேலும் தொழில்துறை சங்கிலியில் பலவீனமான இணைப்புகள் உள்ளன. சுரங்க செயல்முறை கடுமையான சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் உயர்-தூய்மை காலியத்தின் உற்பத்தி திறன் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக உள்ளது, முக்கியமாக குறைந்த விலையில் கரடுமுரடான காலியத்தை ஏற்றுமதி செய்வதையும் அதிக விலையில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட காலியத்தை இறக்குமதி செய்வதையும் நம்பியுள்ளது. இருப்பினும், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி, மக்களின் வாழ்க்கைத் தரத்தை மேம்படுத்துதல் மற்றும் தகவல் மற்றும் எரிசக்தி துறைகளில் காலியம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், காலியத்திற்கான தேவையும் விரைவாக அதிகரிக்கும். உயர்-தூய்மை காலியத்தின் ஒப்பீட்டளவில் பின்தங்கிய உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் தவிர்க்க முடியாமல் சீனாவின் தொழில்துறை வளர்ச்சியில் தடைகளைக் கொண்டிருக்கும். சீனாவில் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் உயர்தர வளர்ச்சியை அடைவதற்கு புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவது மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.