Области применения галлия и индия
Галлий и индий имеют сходные области применения. Ниже приведены лишь наиболее существенные из них.
Полупроводниковая электроника. В этой области в настоящее время используют основное количество производных галлия и индия.
Галлий и индий высокой чистоты применяют для производства полупроводниковых соединений типа АIIIВV - антимонидов, арсенидов и фосфидов (GаSb, GаАs, GаР и аналогичных соединений индия). Эти соединения сохраняют полупроводниковые свойства при повышенных температурах. Их используют в приборостроении (датчики Холла), фотоэлементах для солнечных батарей, полупроводниковых тетродах, приемниках инфракрасного излучения, лазерах.
Кроме того, галлий и индий используют как акцепторную добавку для легирования германия, сообщая ему дырочную проводимость.
Сплавы. Таллий и индий образуют легкоплавкие сплавы с рядом металлов (Вi, РЬ, Sn, Сd, Zn, In, Т1), которые используют в терморегуляторах, спринклерных устройствах (противопожарные сигнальные устройства), а также для замены ртути (в выпрямителях, прерывателях тока, гидравлических затворах).
Важное значение приобрели галлиевые припои для бесфлюсовой низкотемпературной пайки.
Паяные швы, выполненные при температуре 150-200 С с использованием никель-галлиевого (60—65 % Ni, 35—40 % Ga), медногаллиевого (62-65% Сu, 35-38% Gа) или алюми-ниевогаллиевого (5-65% А1, 95-35% Gа) припоев, имеют δ >30-50МПа, могут работать при температурах 350-900 С, выдерживать термоциклические, вибрационные и ударные нагрузки.
Сплавы In-Sn-Сd-Вi и In-РЬ-Sn используют в качестве припоев для соединений металлов, стекла, кварца и керамики. В вакуумной технике припои из сплава индия с оловом (50% In и 50% Sn) служат для соединения стекла со стеклом или с металлом. Они обеспечивают вакуумную плотность соединений.
Индий обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов. В связи с этим в ядерной технике применяют регулирующие стержни из сплавов состава: 19% In, 71% Аg, 10% Cd и 54-62% In, 8-18% Сd, остальное - висмут.
Покрытия. Покрытия индием для защиты подшипников в мощных двигателях внутреннего сгорания (например, в авиации или автостроении) от разъедания горячим смазочным маслом. Подшипники на основе кадмия (с добавками 2,35% и 0,25% Сu) покрывают индием электролитическим способом. Затем производят диффузионный отжиг для получения неотслаиваемого покрытия.
Индиевые покрытия обладают высокой отражательной способностью и не тускнеют. Их используют для изготовления рефлекторов.
Перспективная область применения индия - покрытие оконных стекол пленкой оксида индия, обладающей теплозащитными свойствами.
Области применения таллия
Таллий и его соединения используют в различных областях техники: полупроводниковой электронике и электротехнике, инфракрасной оптике, приборостроении, производстве некоторых сплавов, сельском хозяйстве. Ежегодно его потребляют в капиталистических странах 12-15 т, что во много раз меньше потенциальных возможностей его попутного производства при переработке сульфидного сырья.
Инфракрасная оптика. В области применяют монокристаллы твердого раствора бромида и иодида таллия (КRS-5) и бромида и хлорида таллия (КRS-6) для изготовления окон, линз, призм, кювет оптических приборов, работающих в инфракрасной области спектра (перископов, ИК-спектрометров, микроскопов). Кристаллы прозрачны для инфракрасных лучей в широком диапазоне длин волн.
Полупроводниковая электроника. Таллий высокой чистоты применяют для синетеза стеклообразных полупроводников типа ТlАsХ2 (где — X — сера, селен, теллур). Они нерастворимы в воде, разбавленных кислотах и щелочах, обладают хорошими изоляционными свойствами, применяются для изготовления транзисторов и изоляционных покрытий.
Введение таллия в состав верхнего электрода (из сплава Сd—Sn—Вi) селеновых выпрямителей повышает обратное напряжение выпрямителя до 40В (у обычных выпрямителей 30 В).
Приборостроение. В сцинтилляционных счетчиках β-частиц и
γ-лучей применяют фосфоры (люминесцирующие вещества) в форме кристаллов галогенидов щелочных металлов, активированных добавками бромида или иодида таллия.
Радиоактивный изотоп Тl240 (период полураспада 2,7 года) применяют в качестве источника β-излучения в дефектоскопах для контроля качества материалов, измерения толщины изделий и покрытий.
Сплавы. Таллий входит в состав некоторых подшипниковых сплавов на основе свинца (например, сплав 72 %Рb-15 % Sb-5 % Sn-8 %Тl). Легирование таллием свинцовых сплавов повышает их коррозионную стойкость. Так, сплав 70 %Рb-20 %Sn-10 %Тl стоек в соляной и азотной кислотах. Возможно его использование в качестве нерастворимого анода при электролитическом выделении металлов.
Другие области потребления. Для разделения твердых тел по плотности, в частности минералов, применяют тяжелые жидкости - водные растворы малоната и формиата таллия жидкость Клеричи), а также легкоплавкие соли таллия TlAg(N03)2, ТlНg(NO3)2.
Сульфат таллия используют в сельском хозяйстве как ядохимикат: карбонат таллия применяют в производстве оптического стекла высокой преломляющей способности.
Do'stlaringiz bilan baham: |