گالیم و کاربرد آن

گالیم چیست؟

گالیم ، یک فلز نرم و کمیاب است که در دمای پایین شکننده است ، اما در دمایی بالاتر از دمای اتاق به حالت مایع درمی‌آید . گالیم یک عنصر شیمیایی با نماد Ga و عدد اتمی 31 است . گالیم در گروه 13 جدول تناوبی است و به همین دلیل شباهت زیادی به سایر فلزات این گروه مثل : آلومینیوم ، اندیس و تالیم دارد. گالیم به عنوان یک عنصر آزاد در طبیعت وجود ندارد ، بلکه به عنوان ترکیباتی در مواد معدنی در سنگ معدن و بوکسیت وجود دارد . گالیم یک عنصر و فلز نرم و نقره‌ای است . زمانی که این فلز در سال 1875 کشف شد از آن برای تولید آلیاژ با نقاط ذوب پایین استفاده می‌شده است .

گالیم با درجه خلوص بالا رنگ نقره‌ای جذابی داشته و فلز جامد آن مانند شیشه می‌شکند. فلز گالیم در صورت سخت شدن 3,1 درصد انبساط می‌یابد، بنابراین نباید آنرا در ظروف شیشه‌ای یا فلزی نگهداری کرد. همچنین گالیم ، بیشتر فلزات دیگر را با نفوذ در شبکه فلزی آنها فرسوده می‌کند. گالیم یکی از چهار فلزی ( سزیم ، جیوه و روبیدیم ) است که در دمای نزدیک به دمای معمولی اطاق به شکل مایع هستند و بنابراین می‌توان از آنها در دماسنجهای دمای بالا استفاده نمود. از نکات قابل توجه این عنصر ، دارا بودن یکی از بزرگترین بازه‌های مایع (منظور فاصله بین دمای ذوب و دمای تبخیر می‌باشد) برای یک فلز و دارا بودن فشار بخار کم در دماهای زیاد است.

این فلز تمایل شدیدی به فوق سرد شدن زیر نقطه ذوب خود دارد، لذا برای سخت نمودن آن استفاده از ریزبلورها ( ذرات ریزی که برای منجمد کردن بکار می‌رود ) ضروری است. گالیم با درجه خلوص بالا توسط اسیدهای معدنی به‌آهستگی مورد حمله قرار می‌گیرند. نقطه ذوب آن بسیار پایین است (T=30°C) و چگالی آن در حالت مایع بیشتر از حالت بلوری آن می‌باشد، ( همانند آب ، برای فلزات معمولا" تاثیرات معکوس دیده می‌شود ).

گالیم بصورت هیچ یک از ساختارهای بلوری ساده متبلور نمی‌شود. حالت پایدار در شرایط عادی به‌صورت قائم‌الزاویه با 8 اتم در سلول واحد معمولی می‌باشد. هر اتم تنها یک همسایه نزدیک ( در مسافت A 44,2 ) و شش همسایه دیگر در 39,0A دارد. بسیاری از حالات پایدار و فراپایدار ، تابع دما و فشار هستند.

موارد کاربرد گالیم :

گالیم عمدتاً در صنعت الکترونیک استفاده می‌شود. گالسیوم آرسنید ، ترکیب شیمیایی اصلی گالیم در الکترونیک، در مدارهای مایکروویو، مدارهای سوئیچینگ با سرعت بالا و مدارهای مادون قرمز استفاده می‌شود. از نیترید گالیم دیودهای نوری آبی و بنفش (LED) و لیزر دیود تولید می‌شود . گالیم نیز در تولید گادولینیم ، یک گالیوم مصنوعی برای جواهرات نیز کاربرد دارد همچنین گالیم در نیمه هادی‌ها به عنوان یک ماده جانبی به کار می‌رود .
به علاوه ، گالیم در بعضی از کاربردهای پزشکی مانند داروها و داروهای رادیو اکتیو به کار رفته است . گالیم در دماسنج‌ها به عنوان یک جایگزین غیر سمی و سازگار با محیط زیست برای جیوه استفاده می‌شود و می‌تواند در دمای بالاتری نسبت به جیوه مقاومت کند.