Uporaba galija in področja uporabe

Na področju polprevodniških materialov je galijev arzenid (GaAs) najpogosteje uporabljen material in tehnologija je najbolj zrela. Polprevodniški materiali služijo kot nosilci razširjanja informacij, njihova uporaba galija pa predstavlja 80% do 85% celotne porabe galija. Ojačevalniki moči z galijevim arzenidom, ki se uporabljajo predvsem na področju brezžičnih komunikacij, lahko povečajo hitrost prenosa komunikacije do 100-krat več kot v omrežjih 4G, kar igra pomembno vlogo pri vstopu v dobo 5G [2]. Zaradi svojih toplotnih lastnosti, nizkega tališča, visoke toplotne prevodnosti in dobre pretočnosti se lahko galij uporablja kot medij za odvajanje toplote v polprevodniških aplikacijah. Kovinski galij se uporablja v materialih za toplotne vmesnike v obliki zlitine na osnovi galija. Lahko izboljša zmogljivost odvajanja toplote in učinkovitost elektronskih komponent.

Razvojne izkušnje sončnih celic so se razvile od zgodnjih monokristalnih silicijevih sončnih celic do polikristalnih silicijevih tankoslojnih celic. Zaradi visokih stroškov tankoslojnih celic iz polikristalnega silicija so raziskovalci med polprevodniškimi materiali odkrili tankoslojne celice iz bakrovega indij-galijevega selenida (CIGS) [3]. Baterije CIGS imajo prednosti nizkih proizvodnih stroškov, zmožnosti proizvodnje v velikih serijah in visoke stopnje fotoelektrične pretvorbe, zato imajo široke razvojne možnosti. Drugič, učinkovitost pretvorbe sončnih celic koncentratorja galijevega arzenida ima očitne prednosti pred tankoslojnimi celicami iz drugih materialov. Vendar pa se zaradi visokih proizvodnih stroškov materialov galijevega arzenida trenutno uporablja predvsem v vesolju in na vojaškem področju.

Ker se zavedanje o energetski krizi po svetu povečuje, si ljudje prizadevajo zamenjati neobnovljive vire energije, med katerimi izstopa vodikova energija. Vendar pa visoki stroški in nizka varnost shranjevanja in transporta vodika ovirajo razvoj te tehnologije. Aluminij kot najpogostejši kovinski element v zemeljski skorji lahko pod določenimi pogoji reagira z vodo in tvori vodik. Je idealen material za shranjevanje vodika. Vendar pa se površina kovinskega aluminija zlahka oksidira, da nastane gost film aluminijevega oksida, ki zavira reakcijo. Po mnenju raziskovalcev je bilo ugotovljeno, da je kovinski galij z nizkim tališčem legiran z aluminijem in da lahko galij raztopi prevleko iz aluminijevega oksida na površini, kar omogoči potek reakcije [4], kovinski galij pa je mogoče reciklirati in uporabiti večkrat. . Uporaba materialov iz aluminijeve galijeve zlitine močno rešuje problem hitre priprave, varnega shranjevanja in transporta vodikove energije ter izboljšuje varnost, ekonomičnost in zaščito okolja.

Galij se večinoma uporablja na medicinskem področju zaradi svojih edinstvenih radioaktivnih lastnosti, ki jih je mogoče uporabiti za slikanje in zaviranje malignih tumorjev [5]. Galijeve spojine imajo očitno protiglivično in protibakterijsko delovanje in končno dosežejo namen sterilizacije z motnjami v metabolizmu bakterij. In galijeve zlitine se lahko uporabljajo za izdelavo termometrov, kot so galij-indijevi kositrni termometri, nova vrsta zlitine tekočih kovin, ki je varna, nestrupena in okolju prijazna ter se lahko uporablja za zamenjavo strupenih živosrebrnih termometrov. Poleg tega določen delež zlitin na osnovi galija nadomešča tradicionalne amalgame in se uporabljajo kot novi materiali za zobna polnila za klinično uporabo.

Galij in indij, talij, kositer, bizmut, cink itd. lahko tvorijo vrsto zlitin z nizkim tališčem med 3 stopinjami in 65 stopinjami, ki se uporabljajo za merjenje in nadzor temperature, nadomestke živega srebra v instrumentih, podpore pri nastavitvah kroglic, in kovinske prevleke. hladilnih tokokrogov v industriji plasti, elektroniki in jedrski industriji. Na primer, galijeva zlitina, ki vsebuje 25 % indija, je zlitina z nizkim tališčem, ki se tali pri 16 stopinjah in se lahko uporablja v avtomatskih napravah za gašenje požara. Galij in baker, nikelj, kositer, zlato itd. lahko tvorijo hladno talilo, ki je primerno za tanke stene posebnih oblik, ki jih je težko variti, hladno varjenje in zamašitev votlin med kovinami ter med kovinami in keramiko.

V industriji atomske energije se lahko galij uporablja kot toplotno prevodni material za odvajanje toplote iz reaktorjev. Poleg tega lahko galij tudi absorbira nevtrone, s čimer nadzoruje število nevtronov in hitrost reakcije.
Galijev jodid se uporablja v visokotlačnih živosrebrnih žarnicah, galij pa se lahko uporablja tudi za izdelavo katodnih žarnic. Dodajanje galijevega jodida v visokotlačno živosrebrno žarnico lahko poveča intenzivnost sevanja živosrebrne žarnice.
Ker ima galij lastnost "toplotnega krčenja in hladnega raztezanja", ima dobro sposobnost ulivanja in se lahko uporablja za izdelavo svinčenih zlitin, da postanejo pisave jasne.
Galij ima zelo nizek parni tlak in se lahko uporablja kot tesnilna tekočina v vakuumskih napravah.