การแนะนำแอปพลิเคชัน
ในปัจจุบัน พื้นที่การบริโภคโลหะแกลเลียมในประเทศของฉันรวมถึงเซมิคอนดักเตอร์และวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เซลล์แสงอาทิตย์ โลหะผสม อุปกรณ์ทางการแพทย์ วัสดุแม่เหล็ก ฯลฯ ในหมู่พวกเขา อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้กลายเป็นพื้นที่การบริโภคที่ใหญ่ที่สุดของแกลเลียม ซึ่งคิดเป็น ประมาณ 80% ของการบริโภคทั้งหมด ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการใช้งานปลายน้ำของแกลเลียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ความต้องการแกลเลียมโลหะก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต
สาขาสารกึ่งตัวนำ
ในด้านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดและเทคโนโลยีนี้มีความเป็นผู้ใหญ่มากที่สุด วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการเผยแพร่ข้อมูล และการใช้แกลเลียมของวัสดุเหล่านี้คิดเป็น 80% ถึง 85% ของการใช้แกลเลียมทั้งหมด เครื่องขยายกำลังแกลเลียมอาร์เซไนด์ที่ใช้เป็นหลักในด้านการสื่อสารไร้สาย สามารถเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลการสื่อสารได้สูงถึง 100 เท่าของเครือข่าย 4G ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเข้าสู่ยุค 5G [2] และเนื่องจากคุณสมบัติทางความร้อน จุดหลอมเหลวต่ำ ค่าการนำความร้อนสูง และคุณสมบัติการไหลที่ดี แกลเลียมจึงสามารถใช้เป็นตัวกลางในการกระจายความร้อนในการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ โลหะแกลเลียมถูกใช้ในวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนในรูปแบบของโลหะผสมที่มีแกลเลียมเป็นส่วนประกอบหลัก สามารถปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนและประสิทธิภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้
แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์
ประสบการณ์การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ได้พัฒนาตั้งแต่เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนในยุคแรกๆ ไปจนถึงเซลล์ฟิล์มบางชนิดโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน เนื่องจากเซลล์ฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนมีราคาสูง นักวิจัยจึงค้นพบเซลล์ฟิล์มบางของคอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์ (CIGS) ในหมู่วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ [3] แบตเตอรี่ CIGS มีข้อดีคือต้นทุนการผลิตต่ำ ความสามารถในการผลิตในปริมาณมาก และมีอัตราการแปลงโฟโตอิเล็กทริกสูง ดังนั้นจึงมีโอกาสในการพัฒนาในวงกว้าง ประการที่สอง ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหัวแกลเลียมอาร์เซไนด์มีข้อได้เปรียบเหนือเซลล์ฟิล์มบางที่ทำจากวัสดุอื่นอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนการผลิตวัสดุแกลเลียมอาร์เซไนด์สูง ปัจจุบันจึงมีการใช้เป็นหลักในด้านการบินและอวกาศและการทหาร
พลังงานไฮโดรเจน
เนื่องจากความตระหนักรู้เกี่ยวกับวิกฤตพลังงานเพิ่มมากขึ้นทั่วโลก ผู้คนจึงกำลังมองหาแหล่งพลังงานทดแทนที่ไม่หมุนเวียน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือพลังงานไฮโดรเจนที่โดดเด่น อย่างไรก็ตาม การจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนที่มีต้นทุนสูงและความปลอดภัยต่ำเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ อะลูมิเนียมเป็นธาตุโลหะที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนได้ภายใต้สภาวะบางประการ เป็นวัสดุกักเก็บไฮโดรเจนในอุดมคติ อย่างไรก็ตาม พื้นผิวของโลหะอะลูมิเนียมจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายจนเกิดเป็นฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งยับยั้งปฏิกิริยา ตามที่นักวิจัยพบว่าแกลเลียมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำจะถูกผสมกับอลูมิเนียมและแกลเลียมสามารถละลายการเคลือบอลูมิเนียมออกไซด์บนพื้นผิวทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปได้ [4] และแกลเลียมโลหะสามารถรีไซเคิลและใช้ซ้ำได้ . การใช้วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมแกลเลียมช่วยแก้ปัญหาการเตรียมอย่างรวดเร็ว การจัดเก็บที่ปลอดภัยและการขนส่งพลังงานไฮโดรเจนได้อย่างมาก และช่วยเพิ่มความปลอดภัย เศรษฐกิจ และการปกป้องสิ่งแวดล้อม
ด้านการแพทย์
แกลเลียมส่วนใหญ่จะใช้ในวงการแพทย์เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกัมมันตภาพรังสีที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการสร้างภาพและยับยั้งเนื้องอกเนื้อร้ายได้ [5] สารประกอบแกลเลียมมีฤทธิ์ต้านเชื้อราและแบคทีเรียอย่างเห็นได้ชัด และท้ายที่สุดก็บรรลุวัตถุประสงค์ของการฆ่าเชื้อโดยรบกวนกระบวนการเมแทบอลิซึมของแบคทีเรีย และโลหะผสมแกลเลียมสามารถนำไปใช้ทำเทอร์โมมิเตอร์ได้ เช่น เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมอินเดียมดีบุก ซึ่งเป็นโลหะผสมเหลวชนิดใหม่ที่ปลอดภัย ปลอดสารพิษ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและสามารถใช้แทนเทอร์โมมิเตอร์ปรอทที่เป็นพิษได้ นอกจากนี้ สัดส่วนหนึ่งของโลหะผสมที่มีแกลเลียมจะเข้ามาแทนที่อะมัลกัมแบบดั้งเดิม และใช้เป็นวัสดุอุดฟันชนิดใหม่สำหรับการใช้งานทางคลินิก
สนามอัลลอยด์
แกลเลียมและอินเดียม แทลเลียม ดีบุก บิสมัท สังกะสี ฯลฯ สามารถสร้างชุดของโลหะผสมที่หลอมละลายต่ำได้ระหว่าง 3 องศาถึง 65 องศา ซึ่งใช้สำหรับการวัดอุณหภูมิและควบคุมอุณหภูมิ สารทดแทนปรอทในเครื่องมือ รองรับในการดำเนินการตั้งเม็ดบีด และการเคลือบโลหะ วงจรทำความเย็นในอุตสาหกรรมเลเยอร์ อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ตัวอย่างเช่น โลหะผสมแกลเลียมที่มีอินเดียม 25% เป็นโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ซึ่งจะละลายที่ 16 องศา และสามารถนำมาใช้ในอุปกรณ์ดับเพลิงอัตโนมัติได้ แกลเลียมและทองแดง นิกเกิล ดีบุก ทอง ฯลฯ สามารถก่อให้เกิดฟลักซ์เย็นได้ ซึ่งเหมาะสำหรับผนังบางรูปทรงพิเศษที่เชื่อมยาก การเชื่อมด้วยความเย็น และการอุดช่องระหว่างโลหะและระหว่างโลหะกับเซรามิก
การใช้งานอื่นๆ
ในอุตสาหกรรมพลังงานปรมาณู แกลเลียมสามารถใช้เป็นวัสดุนำความร้อนเพื่อนำความร้อนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ได้ นอกจากนี้แกลเลียมยังสามารถดูดซับนิวตรอนได้ด้วย จึงช่วยควบคุมจำนวนนิวตรอนและความเร็วของปฏิกิริยา
แกลเลียมไอโอไดด์ใช้ในหลอดปรอทแรงดันสูง และแกลเลียมยังใช้ทำหลอดไอแคโทดได้ด้วย การเติมแกลเลียมไอโอไดด์ลงในหลอดปรอทความดันสูงสามารถเพิ่มความเข้มของการแผ่รังสีของหลอดปรอทได้
เนื่องจากแกลเลียมมีคุณสมบัติ "การหดตัวด้วยความร้อนและการขยายตัวเย็น" จึงมีความสามารถในการหล่อได้ดี และสามารถนำมาใช้ทำโลหะผสมประเภทตะกั่วเพื่อให้แบบอักษรชัดเจน
แกลเลียมมีความดันไอต่ำมากและสามารถใช้เป็นของเหลวปิดผนึกในอุปกรณ์สุญญากาศได้