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鎵,位于元素周期表中第Ⅳ周期第Ⅲ主族,原子序數(shù)為31,元素符號(hào)為Ga。在自然界中,鎵有2個(gè)穩(wěn)定同位素——鎵69和鎵71。鎵的熔點(diǎn)僅為29.78 ℃,放在手中就會(huì)熔化,沸點(diǎn)卻高達(dá)2 403 ℃,是自然界中液相溫區(qū)最大的金屬元素。鎵具有過(guò)冷現(xiàn)象（即熔化后不易凝固）,可過(guò)冷到–120 ℃。
鎵在地殼中的含量為15×10-6,在許多礦物和巖石中分散存在,很難形成獨(dú)立礦物,因而是典型的稀散元素。目前發(fā)現(xiàn)的富鎵礦物只有4個(gè),分別為硫鎵銅礦、羥鎵石、羥氧鎵石和砷鎵鉛礬。在我國(guó)青海錫鐵山、吉林郭家?guī)X和廣東凡口等鉛鋅礦床中,已發(fā)現(xiàn)硫鎵銅礦和羥鎵石2個(gè)鎵的獨(dú)立礦物。
目前鎵的世界總儲(chǔ)量約23萬(wàn)噸,中國(guó)的鎵金屬儲(chǔ)量居世界第一,約占世界總儲(chǔ)量的80%~85%;國(guó)外金屬鎵的儲(chǔ)量約為4~5萬(wàn)噸。全球鎵資源潛力巨大,據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局資料,世界鋁土礦中鎵的資源量超過(guò)100萬(wàn)噸。全球鋁土礦資源量約為55億~750億噸,其中鎵的含量一般為20×10-6~200×10-6。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,只有不到10%的鎵可以成為潛在資源。鋅礦中也含有相當(dāng)數(shù)量的鎵,目前世界上已查明的鋅資源量約為19億噸,還有許多未發(fā)現(xiàn)的鋅資源,閃鋅礦中鎵的含量為0.01%~0.02%。隨著鎵回收技術(shù)的提高,全球鎵資源潛力也將大幅度提高。
鎵早在第二次世界大戰(zhàn)期間就被認(rèn)為是一種戰(zhàn)略性和關(guān)鍵金屬,因?yàn)樗侵圃煸訌椀闹饕螱a—Po合金的必要組成部分。在現(xiàn)代社會(huì)中,鎵的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
砷化鎵（GaAs）作為第二代半導(dǎo)體材料的代表,在高頻、高速、高溫及抗輻照等微電子器件研制中占有主要地位。半絕緣砷化鎵材料主要用于雷達(dá)、衛(wèi)星電視廣播、微波及毫米波通信、無(wú)線通信（以手機(jī)為代表）及光纖通信等領(lǐng)域;半導(dǎo)體砷化鎵材料主要應(yīng)用于光通信有源器件（LD）、半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）、可見(jiàn)光激光器、近紅外激光器、量子阱大功率激光器和高效太陽(yáng)能電池等光電子領(lǐng)域;砷化鎵（GaAs）聚光太陽(yáng)能電池,具有良好的耐熱、耐輻射等特性,被應(yīng)用在航天工業(yè)和軍工領(lǐng)域,多聚光砷化鎵太陽(yáng)能多用于大規(guī)模發(fā)電站。
氮化鎵（GaN）作為典型的第三代半導(dǎo)體材料,是目前世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體材料,是新興半導(dǎo)體光電產(chǎn)業(yè)的核心材料和基礎(chǔ)器件,在手機(jī)快充、5G通信、電源、新能源汽車、LED以及雷達(dá)等方面具有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景。
銅銦鎵硒（CIGS）薄膜電池以其成本低、性能穩(wěn)定、輕柔便攜、透光性好等特點(diǎn),適用于邊遠(yuǎn)山區(qū)獨(dú)立電站、小型戶用屋頂組件、大型商用屋頂輕質(zhì)組件、太陽(yáng)能電站組件、建筑材料一體化應(yīng)用、超大規(guī)模太陽(yáng)能應(yīng)用項(xiàng)目等多個(gè)領(lǐng)域。
鎵的一系列化合物GaAs、GaSb、GaP、GaAsP、GaAlP、GaAlIn和GaAlAs 等可作為半導(dǎo)體材料,用于發(fā)光二級(jí)管、電視和電腦的顯示器件。GaN藍(lán)光LED的發(fā)明讓基于白光LED和全色顯示成為可能,成就了我們多姿多彩的今天。該發(fā)現(xiàn)也因此獲得了2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
鎵在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有重要作用。鎵是繼鉑之后第二種治療癌癥的有效元素,并可抑制骨的再吸收,進(jìn)而提高骨鈣含量。利用鎵的放射性同位素（鎵67）可以對(duì)淋巴瘤組織進(jìn)行顯像,為臨床診斷、治療、預(yù)后判斷提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。
鎵是理想的高溫溫度計(jì)材料。鎵與不同元素組合,可得到不同的低熔點(diǎn)合金材料,各種低熔點(diǎn)合金多用于自動(dòng)化、電子工業(yè)及信號(hào)系統(tǒng)、過(guò)真空的密封（液封）涂潤(rùn)金屬改善性能和自動(dòng)防火裝置等方面。
未來(lái),鎵的主要應(yīng)用仍是半導(dǎo)體領(lǐng)域。砷化鎵是鎵的最大消費(fèi)領(lǐng)域,占鎵全球消費(fèi)量的80%;其次是氮化鎵,占全球鎵消費(fèi)量的7%;CIGS薄膜電池作為鎵的新用途,約占鎵消費(fèi)量的5%。砷化鎵在雷達(dá)、衛(wèi)星電視廣播、通信、源器件、LED、可見(jiàn)光激光器等領(lǐng)域有廣泛的用途。普通照明和汽車應(yīng)用中基于砷化鎵的LED的使用,以及光纖通信、軍事雷達(dá)等領(lǐng)域的使用,使得砷化鎵在鎵的整個(gè)消費(fèi)領(lǐng)域中仍占有重大比例。氮化鎵未來(lái)在手機(jī)快充、5G通信、電源、新能源汽車、LED以及雷達(dá)等方面也具有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景,特別是隨著5G手機(jī)的到來(lái),其消費(fèi)量也會(huì)增加。在節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下,必然帶動(dòng)CIGS高效太陽(yáng)能電池的廣泛使用,未來(lái)對(duì)鎵的需求也將呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。