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🗣 65提問: 贵金属镓

🤖 Ai回答: 镓（Gallium，元素符号 Ga）不是贵金属，而是属于稀有金属或小金属。以下是关于镓的关键信息和特性：

1、基本性质：
* 原子序数： 31
* 状态：在接近室温（29.76°C）时熔化。这意味着在夏天或温暖的房间里，一块固态镓会融化成银白色的液体（类似水银，但无毒）。沸点很高（约2204°C）。
* 密度：液态时比固态密度大（像水一样，但更显著），液态密度约6.1 g/cm³。
* 化学性质：化学性质与铝相似，具有两性（既能与酸反应也能与强碱反应）。在空气中表面会形成一层致密的氧化膜（Ga₂O₃），保护内部不再进一步氧化。

2、关键特性：
* 低熔点：这是镓最显著的特性。
* 过冷倾向：液态镓可以显著冷却到其熔点以下（甚至低至16°C）而不结晶。
* 低蒸气压：沸点高意味着在高温下不易挥发。
* 良好的导热导电性：液态时也具有这些性质。
* 浸润性：液态镓能浸润玻璃、石英、陶瓷等表面。
* 低毒性：本身毒性很低，但其化合物（如砷化镓）需谨慎处理。

3、主要用途（核心价值所在）：
* 半导体材料：这是镓最重要的应用领域。镓本身不是半导体，但其化合物是极其重要的半导体材料：
* 砷化镓（GaAs）：用于高速半导体器件（微波器件、射频器件）、高效率太阳能电池、红外LED、激光二极管（如DVD播放器、光纤通信）。
* 氮化镓（GaN）：用于高效蓝光/白光LED、激光器、大功率高频电子器件（如5G基站、快充充电器）、电力电子器件。
* 磷化镓（GaP）：用于红光、黄光、绿光LED。
* 氧化镓（Ga₂O₃）：新兴的超宽禁带半导体材料，在高压大功率器件和深紫外光电器件方面潜力巨大。
* 低熔点合金：作为组分加入其他金属（如铟、锡）中，制造熔点极低（可低于0°C）的合金，用于温度保险丝、消防喷淋头、特殊模具、金属粘结剂等。镓铟锡合金（如Galinstan）是汞的无毒替代品。
* 温度计填充液：利用其高沸点和低蒸气压，制成测量高温（600°C以上）的温度计。
* 导热介质：液态镓或其合金因其高导热性，有时用作高性能计算机芯片或核反应堆的液态金属冷却剂。
* 反射镜涂层：液态镓可制成高反射率的镜面涂层（尤其在紫外波段）。
* 牙科合金：少量用于某些牙科合金。
* 核工业：用于捕获中子。

4、存在与生产：
* 稀有性：镓在地壳中含量并不算特别稀少（与铅相当），但非常分散，没有独立的、有经济价值的镓矿床。
* 伴生矿：主要作为副产品从铝土矿（生产氧化铝/电解铝过程中）和闪锌矿（生产锌的过程中）提取回收。少量从煤灰或烟道灰中回收。
* 生产国：中国是全球最大的镓生产国（占绝大部分），其次是德国、日本、哈萨克斯坦、乌克兰等。产量受主金属（铝、锌）生产影响很大。
* 回收：从半导体废料（晶圆碎片、划片泥、废旧器件）中回收镓越来越重要，但成本较高。

5、价格与市场：
* 虽然不属于贵金属，但镓是一种高价值的战略小金属。其价格受供需关系（特别是半导体行业需求）、生产技术、回收利用以及政策（如出口管制）影响显著。
* 历史上价格波动较大。例如，2023年因中国对镓实施出口管制，价格曾大幅飙升。
* 纯度极高的镓（6N, 7N）用于半导体工业，价格远高于普通纯度（4N）的镓。

总结：

镓是一种物理性质独特（特别是低熔点）的稀有金属。它的核心价值在于其化合物（GaAs, GaN, GaP, Ga₂O₃）作为关键半导体材料在现代电子、光电子、通信、新能源（太阳能）和电力工业中的不可替代的作用。它也在低熔点合金、高温温度计、导热介质等领域有特殊应用。尽管不是贵金属，但其战略重要性和价值非常高，产量和价格受主金属生产和半导体行业需求影响很大。