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镓的发现及行业发展史

  镓的发现简史

  布瓦邦德朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)镓是化学史上第一个先从理论预言,后在自然界中被发现验证的化学元素。1871年,门捷列夫发现元素周期表中铝元素下面有个间隙尚未被占据,他预测这种未知元素的原子量大约是68,密度为5.9 g/cm?,性质与铝相似,他的这一预测被法国化学家布瓦邦德朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)证实了。布瓦邦德朗利用光谱分析发现在铝和铟之间缺少一个元素,并从1865年开始用分光镜寻找这个元素,他分析了许多矿物,但都没有成功。直到1875年9月,他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线,于是断定这是一种新元素,并于同一年通过电解镓的氢氧化物得到了这种新的金属,他将此物质命名为gallium,元素符号定为Ga。

  镓行业发展历程

  镓应用到LED20世纪60年代初,金属镓开始引起各国的注意。砷化镓作为一种新型优质半导体的研究热兴起,但砷化镓的大规模生产则始于20世纪80年代。随着砷化镓化合物用作半导体材料的优异性能不断被发现,砷化镓也被广泛应用到微波器件、激光器和发光二极管等产品中。蓝色LED于20世纪90年代初研究成功,白色LED的开发也随之展开,一场"照明革命"由此开始。镓的消费量剧增,再加上商业炒作,镓的价格大幅上涨。经过近20年的发展,白色LED照明技术已经取得巨大成就。与传统的照明技术相比,LED照明技术具有高效节能、超长寿命、绿色环保、光效率高等优势而受到世界各国政府的支持。目前,对砷化镓的研究和生产已大部分转向了LED产业。

  砷化镓应用到太阳能电池虽然全球镓的需求量自2005年以来只增加了26.68%,但镓的消费领域却发生了很大的变化。原来金属镓用于制造GaAs、GaP体材料,但作为体材料增加的速度有限。虽然LED、集成电路、激光器和太阳能电池等发展规模在不断增大,但以镓金属量来计算,镓的消费量还是比较少。由于镓的化合物用作半导体材料具有很大的优异性,因而半导体行业对镓的需求将会稳步增长。

  根据美国地质调查局发布的数据,2014年全球精镓产量约为170吨,粗镓为440吨,世界粗镓产能为680吨,精镓为230吨,回收产能为200吨。2014年粗镓产量与2013年的350吨相比上涨了25.7%,精镓产量较2013年200吨下滑了15%。

  中国、德国和乌克兰是当今世界三大粗镓生产国,其他粗镓生产国还包括匈牙利、韩国和俄罗斯。2012年,哈萨克斯坦也是粗镓主要生产国,但2013年该国未生产粗镓。

  中国、日本、英国、美国以及斯洛伐克为精镓的主产国,而加拿大、德国、日本、英国以及美国则是当今世界镓主要回收国。

  日本一直是世界上金属镓消费量最大的国家,其次是美国、欧洲、韩国和中国。随着中国半导体、太阳能电池等用镓行业的不断发展,预计未来中国对镓的需求增长速度将高于全球其他国家。随着镓消费量的不断增长以及镓应用领域的拓展,金属镓的重要性也被越来越多的国家注意到。我国已经于2011年将镓列为战略储备金属,计划在适当的时候对镓进行战略储备,而美国、日本数年前就已经将金属镓定位为“战略资源”,欧盟则将镓列入了“紧缺名单”。
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