镓是灰蓝色或银白色的金属。熔点很低,沸点很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,在空气中很稳定。应用领域制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。工业用途镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。镓化合物,尤其是砷化镓在电子工业已经引起了越来越多的注意。没有能利用的精确的世界镓产量数据,但是临近地区的产量只有20吨/年。镓-68会发射正电子,可以用于正电子断层成像。镓铟合金可用于汞的替代品。医学应用在观察到癌组织对67Ga有吸引力之后,美国国家癌症学会指出稳定的镓对于啮齿动物的肿瘤很有疗效。这曾在癌症病人身上试验过。当服用剂量为750mg/kg时,镓对人的肾脏有害。不停的灌输镓的配制药品可以降低镓对肾小管的毒性。制备方法可由铝土矿或闪锌矿中提取。
最后经电解制得纯净镓。主要从炼锌废渣和炼铝废渣中回收提取。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 ) 有色金属 频道
中文名称:氮化铝。英文名称:aluminum nitride 界说:由ⅢA族元素Al和ⅤA族元素N化合而成的半导体材料。分子式为AlN。室温下禁带宽度为 或 021- 转 5009。
什么是氮化锰铁什么是氮化锰铁?氮化锰铁就是氮化锰铁主要用作炼钢生产中氮的添加剂,能提高钢的强度等机械性能,细化晶粒,稳定奥氏体。 氮化锰铁的用途是氮化锰铁作为氮和锰的合金添加剂主要用于生产用于生产高强度钢、合金钢、不锈钢以及汽车、造船、航空工业材料。
氮化锰铁的主要特点是氮化锰铁主要元素含量高、磷等危害性杂质含量低、加入熔体后氮的利用率高、加入量少。氮能提高钢的强度和塑性,扩大奥氏体区,细化晶粒,改善其加工性能。氮化 金属 锰能代替部分镍从而降低成本。氮化锰铁化学成分 氮化锰铁的技术条件,目前尚无国家标准,生产企业自行制定的标准中化学成分牌号 化学成分/%汉字 代号 Mn N C Si P S不小于 不大于氮锰1 Nmn1 75
氮化锰铁主要用作炼钢生产中氮的添加剂,能提高钢的强度等机械性能,细化晶粒,稳定奥氏体。氮化锰铁是生产特殊合金钢、不锈钢、耐热钢必不可缺的合金剂,
通常都是以中、低碳锰铁充氮而获得的。氮化锰铁特点:氮化锰铁主元素含量高、磷等危害性杂质含量低、加入熔体后氮的利用率高、加入量少。氮能提高钢的强度和塑性,扩大奥氏体区,细化晶粒,改善其加工性能。氮化金属锰能代替部分镍从而降低成本。氮化锰用途氮化锰铁作为氮和锰的合金添加剂主要用于生产高强度钢、合金钢、不锈钢以及汽车、造船、航空工业材料。氮化锰铁有两种制取方法:(1)液态氮化法:它是在密闭的容器中向液态的中、低碳锰铁中鼓入氮气,使合金被气态或固态含氮组分所饱和。所得的氮化锰铁具有密度大、强度高、用于炼钢时氮的利用率高等优点。但由于含氮较低,往往满足不了炼钢的要求。
(2)固态氮化法:它是在密闭的容器中加热处于固态的中、低碳锰铁粉末,并与氮气充分接触渗氮。固态粉末的中、低碳锰铁与氮气或氨气分解出来的氮,互相作用会生成一系列含氮的化合物,且这些氮化物的稳定性随温度的升高而降低直至分解,故此法应控制合适的氮化温度,一股情况下把60目以下的中、低碳锰铁粉末在密闭容器内,在氮气和650℃-1120℃的温度下氮化4h-8h,可得含氮4-6%的氮化锰铁。由干其含氮量随含锰量的增加而增加,随碳化锰含量的减少而增加,故含Mn高的低碳锰铁比含Mn低的中碳锰铁的氮含量略高。所得的氮化铁产品密度小,若将其熔化密度增加,但会使产品含氮量明显降低。现该专业人才比较多集中在钢铁英才网。制取1t氮化锰铁约需1t中、低碳锰铁和1500kwh的电。
氮化铝 价格 一般在 市场 上均为 市场 价,但一般而言,本身氮化铝就是比较少的,其本身性质不够稳定,所以氮化铝 价格 比较贵的,厂家直接供应的话,一般在164000元/吨左右。接下来简单介绍一下氮化铝。中文名称:氮化铝。分子式:AlN 。分子量: )小 金属 频道。
镓是一种银白色的稀散金属,密度 ) 有色金属 频道。
9月14日消息:氮化铬铁基础知识介绍 一、自然属性:高氮铬铁以块状交货,每块重量不得大于5kg,尺寸小于23cm×11.5cm×6cm的高氮铬铁块数量不得超过总重量的2.5%,高氮铬铁的内部及表面不得带有显著的非金属夹杂物,如需方有特殊要求,可由供需双方另行商定。 二、包装:根据需方要求,可以采用散装、吨袋包装。 三、氮化铬的应用领域
氮化铬广泛用于不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢、合金钢等特种钢冶炼生产,氮扩大奥氏体区的作用是镍的30倍左右,可部分代替贵重金属镍,降低生产成本。氮化铬铁广泛地用于电炉和氧气转炉冶炼含氮钢。氮是奥氏体形成元素,它作为成分加入铬锰和铬锰镍不锈钢来代替短缺的镍。 四、生产工艺设备情况
我国氮化铬铁产品标准规定的含氮量为3.0%~5.0%,用于含氮钢的生产,采用真空电阻炉固态渗氮生产工艺。 氮化铬铁按冶炼方法和碳含量的不同,分为六个牌号,其化学成分应符合表中的规定。 氮化铬铁的牌号及化学成分
五氧化二钒的提取和氮化
含钒黑色页岩(也称石煤)是我国首要的钒矿资源之一。一般以为,钒档次到达0.7%以上就具有工业挖掘价值。从黑色岩中提取钒的研讨较多,但多选用平窑焙烧、静态浸出、清液离子交换及精钒制取等工艺,生产流程比较简单,出资少,但也存在许多缺乏:(1)有害气体较多,且无序排放不方便会集处理,对环境污染严峻;(2)焙烧转化率仅50%~60%,归纳利用率40%~50%;(3)只能间歇操作,无法完成机械化、接连化及规模化;(4)产品质量不稳定。
依据广西某石煤钒矿勘探成果和选冶实验材料,对钒的赋存状况、浸出、萃取、沉钒等办法进行了较为系统的研讨,取得了较好的实验成果。一起结合当时五氧化二钒报价跌落,进一步用微波加工制备了氮化钒,它与传统的电阻炉加热方法比较,微波加热缩短了反响和冷却时刻,节省了能耗,简化了工艺,下降了本钱。 一、矿石性质与化学成分
石煤矿样经XRF(X荧光)分析,其首要成分列于表1。由表1可以看出,石煤中钒含量为0.703%,相当于含V2O51.27%。为了了解钒在矿样中的赋存状况,进行了钒的价态分析,成果列于表2。从表2可以看出石煤钒矿首要是3价钒,其次是5价钒和4价钒。 表1
取2kg钒矿石经烘干、破碎、细磨并筛分至悉数经过100目标准筛。焙烧在马弗炉内进行,焙烧温度为850℃左右。考虑了焙烧时刻对矿藏的影响,焙烧成果列于表3。 表3
表3成果标明,跟着时刻的延伸,3价钒逐步变为4价或5价,如焙烧3h,4价的钒占有率到达50%,而5价钒到达40%,这对后续浸出是有利的。但许多研讨者发现,焙烧时刻超越3h后,云母类矿藏的结构逐步被损坏,硅铝酸盐、碱金属盐、二氧化硅构成低共熔玻璃相结构,反而不利于后边的浸出。 (二)浸出
含钒石煤矿焙烧后进行H2SO4浸出。该实验进行了浸出温度、浸出时刻、酸浓度、氧化剂类型及浓度、助浸剂类型及浓度以及与酸的配比等实验。成果标明,在温度、时刻一守时,仅靠加酸,浸出率最高只也有60%,氧化剂的参加,可将浸出率进步到70%。参加复合助浸剂能使浸出率到达80%以上。实验标明,影响浸出率的关键是损坏云母的结构。得到的最佳浸出条件是:硫酸浓度≥30%,固液比为1∶1,浸出温度80~90℃,浸出时刻12h,复合助浸剂浓度10%~15%。在此条件下,钒的浸出率到达83%。
(三)萃取和反萃 1、萃取实验 溶剂萃取具有别离作用好、选择性强、回收率高、本钱低、易于接连操作和完成自动化、节省水资源等长处,近半个世纪来在冶金和石油化工等范畴已得到广泛应用。实验选用P2O4+TBP+火油的萃取系统富集纯化V2O5浸出液。用2 NH2SO4作为反萃剂。
萃取的条件是pH=2~2.5(用铁粉复原,NH3调理pH),O/A=1,混合时刻10min。料液钒浓度为3.31g/L。 选用六级逆流萃取。实验成果标明:六级逆流萃取实验的萃余水相中V2O5浓度为0.15g/L,萃取率为95.47%。 2、反萃实验 对钒浓度为4.043g/L的负载有机相溶液进行反萃。反萃操作条件是:反萃剂:2N
H2SO4;反萃级数:5级;比较O/A=10/1;温度:室温;混合时刻:7min。实验成果标明:经五级反萃后贫有机相中V2O5浓度为0.036g/L,反萃率为99.11%。 (四)沉钒
将反萃液加热到60℃,参加必定量的NaClO3,拌和30min,溶液由蓝色当即转变为浓黄色,再用将pH值调至2左右,在95℃下,拌和3h后将溶液过滤,所得滤饼枯燥后在550℃下,于马弗炉内煅烧3h,得到黄色V2O5。实验成果标明,沉钒率为99.39%。五氧化二钒产品质量分析成果列于表4,已达国家GB3283-87化工和冶金一级标准。
将上述五氧化二钒和碳按必定份额均匀混合,参加30mL含4%聚乙烯醇的水溶液,然后用金属液压机限制成圆柱型,压强为20MPa。将限制好的样品放入微波高温炉中,抽真空至20Pa,通入氮气并坚持炉内微正压后,中止通氮气。复原温度到达933K,时刻为60min后,进步微波功率,当温度到达1273K时,通入氮气,氮化一守时刻后,冷却至温度为373K以下出炉。在此过程中,探讨了混合物的配碳比、氮化温度、氮化时刻、氮气的流量等要素对产品氮含量的影响,成果如图1~图4所示。图1
碳配比对产品氮含量的影响 图2 氮化温度对产品氮含量的影响图3 氮化时刻对产品氮含量的影响图4 氮气流量对产品氮含量的影响
成果标明:配碳比为35%,混合物压型的压强为20MPa,复原最高温度为933K,复原时刻为60min,氮化温度为1723K,氮化时刻为120min,氮气流量为2L/min。产品经过XRD分析为纯相氮化钒,如图5所示。其间的氮含量为12.6%,钒含量79.2%,碳含量4.6%,体积密度为4.5g/cm3。产品可以契合V-N12A钒氮合金国家标准。图5 产品XRD 四、定论
(一)选用氧化焙烧→硫酸浸出→溶剂萃取→铵盐沉钒→枯燥煅烧工艺从石煤中提钒取得了满足的成果。V2O5浸出率>80%,萃取率>95%,反萃率>99%,取得V2O5产品的纯度为99.3%,契合国家GB3283-87化工和冶金一级标准。可是,该工艺也存在酸耗较高、杂质较多等缺陷,往后应该在下降酸耗,操控杂质方面进行更深化的作业。
(二)一起,为了进一步进步产品性价比,把上述提取的五氧化二钒与碳在微波炉中经烧结氮化,调查了一些反响要素,产品成果经过XRD分析为纯相氮化钒。其间的氮含量为12.6%,钒含量79.2%,碳含量4.6%,体积密度为4.5g/cm3。产品可以契合V-N12A钒氮合金国家标准。
钢的氮化及碳氮共渗 钢的氮化(气体氮化)概念:氮化是向钢的表面层进入氮原子的进程,其意图是进步表面硬度和耐磨性,以及进步疲劳强度和抗腐蚀性。它是使用气在加热时分解出活性氮原子,被钢吸收后在其表面构成氮化层,一起向心部分散。氮化一般使用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精细齿轮、机床主轴(如镗杆、磨床主轴),高速柴油机曲轴、阀门等。氮化工件工艺道路:铸造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。因为氮化层薄,而且较脆,因而要求有较高强度的心部安排,所以要先进行调质热处理,取得回火索氏体,进步心部机械性能和氮化层质量。钢在氮化后,不再需求进行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850)及耐磨性。氮化处理温度低,变形很小,它与渗碳、感应表面淬火比较,变形小得多钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层一起进入碳和氮的进程,习惯上碳氮共渗又称作化。现在以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)使用较是广。中温气体碳氮共渗的首要意图是进步钢的硬度,耐磨性和疲劳强度,低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其首要意图是进步钢的耐磨性和抗咬合性。
一、镓矿床主要工业类型及赋存状态 (一)主要工业类型 在自然界中镓常以微量元素与铝、锌、锗的矿物共生。镓的地壳丰度为15×10-6,比其它分散元素的地壳含量高出1~2个数量级;镓在锗石中含量较高,铝土矿和闪锌矿中也含有少量的镓。
目前我国尚未发现独立的镓矿床。而且在目前已知的富镓矿床中,一般的富集系数约4~5,只有在少数矿床的闪锌矿和赭石中其富集系数可高达约330,与其他的分散元素成矿作用无法相比。 镓矿床的主要工业类型有:含镓铝土矿矿石;含镓铜、锌矿石与其它多金属矿硫化物;含镓煤矿。 (二)赋存状态
镓总是以类质同相形式存在于有关的矿物中,不会形成独立的具有单独开采价值的镓矿床,只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收利用。 河南、吉林、山东、广西等省区的镓主要赋存在铝土矿中;黑龙江、云南等省的镓主要赋存在煤矿或锡矿中;湖南等省的镓主要赋存在闪锌矿中。 四、提取方法
1.以副产品的形式提取镓。目前,工业上镓主要以副产品的形式从处理铝土矿生产氧化铝时的铝酸钠循环液中以及闪锌矿湿法炼锌工艺的粗锌蒸馏残渣中提取,也可以从煤焦化烟尘中回收。
2.萃取法提取镓。在一定的酸度下,采用药剂P538可以从Ga、In与伴生元素如Zn、Co、Cd、Ni以及碱金属和碱土金属的硫酸体系中取到Ga、In、Ti,用一定的反萃取剂可以分别萃取出Ga、In、Ti,并能实现Ga、In、Ti的有效分离。
快速冷却加热器选择氮化铝
半导体制造商一直在寻找环氧树脂和共晶焊锡材料芯片在键合和集成电路应用中迅速冷却方法。最常见的方法是加热,气温上升激活环氧或熔体共晶材料,包装必须冷却以使粘合剂在从设备上被取出之前提供足够的力量。这种方法要花很多时间。随时可从加热和冷却步骤中剃光,使半导体制造商可以增加其产量。 最近加热器技术的发展允许使用氮化铝(氮化铝),为结构矩阵的取暖炉供暖包装半导体芯片键合,超过了其他材料,减少加热时间。工程师已研制出一种氮化铝矩阵加热器,设计与集成的热发电电阻器电路,使线索电力将直接连到氮化铝矩阵。热电偶集成了以AlN
矩阵包括第三套的附件导致矩阵。这种配置创造了迅速发生的热, 然而, AlN 陶瓷需要迅速冷却以使半导体包装被移动。 工程师也试验了其他几种可能的代替方法,譬如液体水或油冷却, 热电元素, 和吸热器,可以迅速冷却。对这些选择的成本效益分析表明, 压力空气冷却会是一个好的, 低廉的, 和方便选择的AlN 热化技术,可以推广应用。
金属之间有生成合金的趋向。合金便是不同金属间的互溶现象。一般金属间构成合金需求很高的温度。但有些金属间并非需求高温,例如水 银在常温下就能够与多种金属构成合金。镓也有这种功用,由于家的熔点很低,在30摄氏度就成为了液态,这种液态的镓就能够与其他金属生成合金,也便是对其他金属有溶解的效果,对其他金属形成腐蚀。所以镓不能装在金属容器中。
金属镓的生产、应用现状和前景
镓是一种较年青的金属,1875年才被发现。因其稀疏且涣散,直到1915年才真实提炼出来。其时以为,这种熔点低而贵的金属简直没有什么用处。美国到了1943年才将镓作为副产品少数出产,我国则到了1957年才作为副产品少数出产。从那时起,各国在建造氧化铝工厂时,都顺便建有镓出产车间以综合利用资源;我国直到20世纪末,才有山东铝厂出产镓。 一、镓的用处与商场
各国对金属镓的爱好源于20世纪60年代初,作为一种新式优质半导体的研讨热鼓起,但真实大规划的出产是在20世纪80年代。跟着半导体器材研讨的老练,化合物半导体的优异功能不断被发现,微波器材、激光器和发光二极管很多出现,尤其是20世纪90年代初,蓝色LED的研讨成功,激发了白色LED的开发,“照明革新”开端了。所以,对镓的需求急剧添加,加上商业炒作,镓的身价乃至上涨4倍以上。
经过近20年的尽力,白色LED照明技能已取得日新月异的开展,加上节能环保的优势,国际各国政府都给予大力拔擢。由于可预见的效益,对的研讨和出产现在已大部分转向了LED工业。用于通讯工业的晶体
2005年以来的几年中,尽管全球镓的需求量只添加了26.68%,但运用的结构发生了很大的改变,本来金属镓用于制作GaAs、GaP体材料,作为体材料添加的速度有限,但器材的开展是以薄膜化为特征的。LED、集成电路、激光器和太阳能电池,都采用了在衬底片上成长单晶薄膜的工艺成长GaAs、GaSb、GaN,且用的都是三甲基镓(TMG)。尽管规划很大,但以镓的分量来核算,毕竟是少的。
化合物半导体器材开展的气势越来越迅猛,由于它契合节能和环保的特色,估计往后每年将以20%~25%的速度添加,所以对镓的需求也会稳步添加。
未来估计,我国的需求添加速度将高于全球。一是由于我国本来根底比较单薄,以LED为例,本来芯片95%都是进口的,为了赶上半导体照明这场工业浪潮,国家成立了和谐办公室,同意成立了八个半导体照明演示基地;几年中,LED芯片的自供率已到达了60%,但白光LED的功率、本钱与国际发达国家还有很大距离,国家已投入越来越多的力气,大力开展LED工业。二是国外闻名的衬底公司AXT移址北京,带动了国内晶片的出产;本年,两家首要的外资晶片厂运用的金属镓将到达40~50吨,详见表1、表2。
表1 2005~2009年全球商场对镓的需求量 (单位:吨)补白:*表中我国一家以外贸方法结算的厂商用量未包含进来。 表2 往后五年全球和我国商场对镓的需求量预 测值(单位:吨)资料来历:我国有色金属工业协会,2010年6月。 二、镓出产和运用的开展趋势 (一)出产
全球从事镓出产的单位有30多家,但原生镓的出产首要会集在一些大的氧化铝厂和大的有色金属冶炼厂,如表3所示;其间,90%的原生镓来自氧化铝厂。 表3 全球出产镓的国家和首要厂商
据2005年计算,全球原生镓的出产能力约为423吨,其间加拿大50吨、德国35吨、法国50吨、匈牙利8吨、俄罗斯18吨、乌克兰3吨、捷克斯洛伐克8吨、日本100吨、哈萨克斯坦20吨、澳大利亚50吨和甲国80吨。
镓的产值受主体金属的出产状况限制,由于镓在矿藏中是以伴生状况存在的,在主体金属冶炼中经过综合利用而回收取得镓。实践上,全球的原生镓产值从没有超出过200吨,由于消耗量中还有适当一部分是再生镓。由此可见,从产能看,镓需求量的添加,原材料完全能够得到满意;别的,还有适当大的一部分氧化铝厂,迄今仍未树立镓的综合利用车间。
近5年来,我国以为主的化合物晶片工业敏捷扩展,尤其是近两年来,增势更为迅猛,并且还将以更快的速度开展。所以,对镓的需求也急剧添加。
为适应商场的需求.出产镓的厂商数量和规划也敏捷添加。现在,出产原生镓的单位除了本来的山东铝厂、山西铝厂吉亚公司、郑州长城铝业公司、贵州铝厂四家氧化铝厂和株洲冶炼厂(综合利用)外,三门峡市的开曼铝业公司、东方期望(三门峡)铝业公司、山西万荣的方园公司等纷繁兴起,产能都在20吨以上。方园公司的三个出产分厂总产能达40吨以上,同属杭州锦江集团的山西孝义化工公司又在兴修产能为20吨/年的项目,这些民营厂商的总产能挨近100吨,并且,有75吨现已量产,大大超越了国有厂商(包含合资)的产值。展望往后5五年,我国的镓商场将逐步被这些民营厂商所操纵,从而将影响全球的镓商场。
在锗铟镓中,镓和锗的量远远小于铟。高纯镓的国家标准现已拟定很多年,可是在2002年一向没有实践产品,2002年南京金镁镓业有限公司出产了第一批高纯镓。镓的深加工现在首要有三个厂商:四川峨眉739厂,一年大约出产1吨多左右,产品做到6N.
7N;山东铝厂研讨院,尽管批量出产高纯镓,可是大部分是5N以下的;南京中锗科技公司的合资厂商-南京金镁镓业有限公司,现在其镓的纯度是国际上公以为质量最好、产能最大的,能够到达8N以上,产能60吨,本年估计50吨。 (二)运用
江苏南大光电材料股份有限公司、大连光亮和电交易有限公司是国内唯有的两家做三甲基镓(TMG)的厂商,产品是化合物半导体器材和化合物半导体电池的首要质料,TMG的质料是镓镁合金。国内能供给镓镁合金的只要中锗科技,估计本年出产镓镁合金5吨左右。
现在看来,深加工高纯镓的运用向高水平深度和广度开展。高水平方面,7N.8N以上的镓发挥空间大,比方微波电路,量子器材、纳电子器材开展很快,由北京有色金属研讨总院和南京金镁镓业有限公司一起起草编写的MBE(分子束外延)级镓的国家标准现已发布。广度开展方面首要是用6N级镓,用于国家正在大力扶持的职业,如半导体照明、LED范畴和手机等,占悉数镓产值的60%以上。
纳米级氮化铝粉体研发成功
纳米级氮化铝粉体研发成功 合肥开尔纳米技术发展有限责任公司日前在世界上率先研制成功纳米级氮化铝粉体产品。这项新成果将推动我国材料领域的多项技术升级,为航空航天、军工、电子信息等高科技及一般工业领域提供材料保障。目前该产品已经取得每小时5千克的生产能力,并可以实现连续生产。
据介绍,该产品除了具备一般纳米级粉体材料的普遍特性外,还具有优良的介电性能、低热膨胀系数,化学稳定性好。该产品的开发成功解决了材料领域绝缘性能与导热性的传统矛盾,特别是既有良好的绝缘性能又有良好的导热性,可以解决材料实际应用中的许多问题。同时,等离子弧气相合成方法产量大、成本低,价格为国外的1/5~1/4,市场竞争力强。
纳米氮化铝陶瓷粉体材料主要用于制造高性能的结构器件如光学器件、电子器件等航天航空及军工器件,在工业用陶瓷、金属、石墨制品中加入纳米氮化铝陶瓷粉体材料可获得理想的应用性能,利用纳米陶瓷粉体材料对部分高分子材料进行改性,可使材料满足民用产品的不同需要,如家用电器产品,陶瓷制品等。在高科技领域竞争越来越激烈,技术不断提升的今天,该产品具有较好的市场前景。
新技术利用水与铝和镓合金反应生产氢气
美国印第安那州的科学家们正在开发一种新式的产氢技能,利用水与铝和镓合金反响出产。 普度大学的科学家们表明:是一种不会发作污染的清洁动力,它被广泛应用于从高尔夫球车到潜水艇等各个领域。当水与这种合金反响时,铝会招引氧、开释氢,从而将水分化。普度大学的研究人员们现在正在研发这种合金颗粒,以便能够放置在容器中,一旦需求就能够与水反响生成。 研究人员陈述称:镓是这种合金中的要害组分,由于铝在正常情况下与氧气触摸会发作反响而在其表面构成氧化膜,而镓会阻挠这种氧化膜的构成。发明晰这个工艺的电子和计算机工程教授JerryWoodall表明:镓能够削减氧化膜对铝的保护性,使得水与铝的反响得以继续,直到一切的铝都产氢反响彻底。 该项研究结果将于9月7日在加州举办的第二届动力纳米世界会议期间发布。
镓矿在电子工业中得到广泛应用
镓于1875年被发现,长期仅被用于出产低熔点合金与高温温度计等初级产品,到20世纪50年代晚期,全世界的年消耗量还不到100比。自20世纪60年代起,镓在电子工业得到重要使用。近年来,金属镓在移动通讯、个人电脑、汽车行业的使用以年平均13.6%的速度递加。
据专家猜测,到2008年全世界镓的需求量将到达359t左右,而目前国内镓的产值却还不超越1St/a,远远不能满意世界、国内市场的需求。跟着IT技能一日千里的开展,半导体材料完成了第一代半导体硅和第二代半导体和第三代半导体氮化镓的腾跃,镓及其代表的ID一W族化合物的优秀物性在此范畴开端发挥作用,其使用规模将不断扩大。 电子工业使用
跟着科学技能的不断开展,镓的用处越来越广泛。尤其是高纯镓与有色金属组成的化合物半导体材料已成为今世通讯、大规模集成电路、宇航、动力、卫生等部分所需的新技能材料的支撑材料之一。以磷化镓、等为根底的发光二极管开展速度适当快,估计年增加率20%一30%。用于移动电话的金属镓每年也增加较快,这些范畴的快速开展成为牵引镓的化合物出产的火车头。
美国开发出铝镓合金制氢新工艺
据悉,较近,美国普度大学的研究人员开宣布一种运用铝镓合金加水制作的新工艺。这项技能具有广泛的动力潜在用处,包含为轿车供给质料、潜水艇供给燃料等等。 该技能经过向铝镓合金注水方式出产。铝镓合金与水发作反响后,铝把水分化,带走氧气释放出。现在研究员现已开宣布一项制作铝镓合金微粒的新工艺,这样就能够把组成微粒放到水箱中发作反响,然后发作需求的量。
合金中的镓是要害成分,由于铝和氧结合后在铝的表面构成一层氧化铝膜,而镓能阻挠这个膜的构成,使反响继续下去,直到一切的铝都被用来发作。专家以为,运用此项技能制氢,将战胜氢贮存和运送两大妨碍,因而具有广泛的运用远景。收回质料降低本钱
铝镓合金与水反响,铝变成氧化铝,废氧化铝可收回再处理成铝。再生铝要比挖掘铝土矿出产铝廉价得多。研究人员发现,运用标准工业技能设备收回氧化铝的本钱远低于原先的估量,将纯氧化铝收回成铝的本钱为每公斤44美分,这与汽油比较极具竞争力。
例如,一辆装备标准内燃发动机的中型轿车跑完350英里的旅程,假如运用汽油,将花费66美元(汽油报价以0.73美元/升计),而运用铝镓合金反响器时,则只需花费70美元。假如在运用铝镓合金反响器时,再装备一个50%效能的燃料电池,其本钱能够下降到28美元。
合金中的镓是慵懒金属,这意味着它也能够被收回和重复运用。这一点特别重要,由于现在镓比铝要贵得多。此外,在用铝土矿出产铝的一起,镓一般作为废弃物被浪费了,因而低本钱的镓能够作为铝土矿废品来购买。反响进程能够运用低纯度的镓,低纯度镓的本钱要比用于电子职业的高纯度的镓低好多倍。
别的,改动合金制成工艺可使合金中的金属成分的份额发作改动,也可大大降低本钱。研究人员发现,经过缓慢冷却熔体合金而制成的颗粒中,含有80%的铝和20%的镓,而原先运用快速冷却的办法制成的颗粒中铝和镓的份额简直正好相反。这种颗粒在枯燥的空气中具有很好的稳定性,能和水快速反响发作氢。用这样的合金颗粒分化水,具有很好的商业可行性。
按此工艺,美国现存的铝可发作100亿瓦的能量,能满意美国35年的电力需求。假如运用报价低于22美元/公斤的不纯镓来制氢,已知镓的储量也满足10亿辆轿车的工作需求。简洁环保运用广泛
依照美国动力部拟定的开展代替燃料方案要求,2010年,燃料电池轿车的储氢设备要到达以下目标:氢与储氢设备的分量比(氢密度)到达6%。假定反响发作的水有50%被收回后再循环参加反响,这种新合金设备就将具有大于6%的氢密度,完全符合美国动力部的上述目标要求。
新的制氢技能使人们有或许制作一种无污染怠速工作的柴油货车。一般,货车司机在交货或泊车时常常要坚持发动机工作,以给空调体系供给电力,但这种怠速空转会形成严峻的空气污染。研究人员方案将货车规划成在行进时运用柴油作燃料,而在泊车时则运用氢作为燃料。燃氢发动机或运用氢为动力的燃料电池排出的废物仅仅水,这样就能够处理柴油货车空转形成的污染问题。
该技能还十分适用于潜艇,由于它不排放有毒气体,可用于密闭空间,然后不会危害艇员的健康。将该技能运用于海事作业的另一个优点是,你不需求去吊水。
一个正在迅速开展的商场是运用氢来驱动的应急便携式发电机,这种发电机有或许在一两年内问世。其它潜在的运用还包含草坪割草机和个人电动车辆,如高尔夫球车、电动轮椅等。专家猜测,在未来三四年内,高尔夫球车将装有铝镓合金反响器,用户只需加水就可发作氢,用燃氢发动机来驱动高尔夫球车。
镓的资源、用途与分离提取技术研究现状
本文主要介绍了镓资源的状况,以及镓的应用和最新的分离提取技术,并对近年来镓的价格及其走势进行了探讨。
镓(Ga)是1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析出的一种金属。镓在地壳中约占万分之一点五,数量不小但没有形成集中的单质金属矿,提取也十分困难,就连含量最富的锗石中也只含有0.1~0.8%的镓,故科学家把镓归属于分散稀有元素[1]。镓为银白色的金属,熔点只有29.8℃,在人的手里就可熔化,但镓的沸点却很高,而且,在由液体变成固体时体积会增大3.2%。镓的原子序数是31,原子量是69.723,属ⅢA族,电子构型为(Ar)3d104s24p1,氧化态为+1、+3,固体镓为蓝灰色、液体镓为银白色。镓的化学性质不活泼,在常温下几乎不与氧和水发生反应。