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納米銦粒子的性能及應(yīng)用介紹

 宏武新材料 2023-01-06 發(fā)布于廣東

銦是德國·科學(xué)家賴希(F.Reich)和里希特(T.Richter)于1863年在研究閃鋅礦樣品并用光譜法分析制取氧化鋅溶液時發(fā)現(xiàn)的,同年,里希特分離出了金屬銦。

銦,元素符號為In,原子序數(shù)為49,列在P區(qū),周期為5。銦錠是一種銀白色金屬,如圖。

銦的性能:

物理特性

銦是具有銀白色光澤的金屬,柔軟,用指甲就可以劃痕。它的熔點低,為156.6℃,而沸點卻很高,為2075℃,液態(tài)蒸氣壓很低,具有良好的可塑性和延展性,可以壓成極薄的金屬片。銦的導(dǎo)電性比銅低約4/5,其熱膨脹系數(shù)幾乎超過銅的一倍。

化學(xué)特性

銦在空氣中很穩(wěn)定,不易氧化,不會失去光澤。在冷的稀酸中溶解緩慢,可以較劇烈地溶于熱的稀酸或濃酸中。銦與沸水或堿通常不起作用。銦磨碎后與水接觸時能形成氫氧化物。銦具有良好的抗腐蝕性能。銦可與許多其它元素形成二元、三元、四元和更多元合金。通常,在一些金屬中加入少量銦就能使金屬表面硬化,提高強度和提高抗腐蝕能力。

機械性能

銦的塑性十分優(yōu)良,在壓力下幾乎可以加工成任意形狀。加工時,銦不會硬化,所以其延伸率很好。在銦的拉力試驗中,幾乎所有的變形都是局部性的,故銦的斷面收縮率很大,有時高達99%。

毒性

銦的毒性較輕,對皮膚無刺激作用,采取普通的衛(wèi)生預(yù)防措施即能防護。銦不能使用于食品工業(yè),它很容易溶解在食物酸中。

銦是一種多用途的金屬,具有熔點低、沸點高、傳導(dǎo)性好,氧化物能形成透明的導(dǎo)電膜等特性,其應(yīng)用范圍正在不斷擴大,特別是近年來,發(fā)現(xiàn)銦的用途越來越廣泛,尤其是在半導(dǎo)體、導(dǎo)體、低熔點合金、銦錫氧化物、硒銦銅薄膜太陽能電池、光纖通訊、原子能、電視、防腐以及其他工業(yè)方面的應(yīng)用越來越引起人們的關(guān)注和重視。

納米銦粒子的潛在應(yīng)用包括:

1、 用于半導(dǎo)體的電子漿料。

納米銦具有抗靜電,耐摩擦和劃痕的出色性能,是新一代電子包裝材料,平板展示平臺,潔凈室內(nèi)表面材料等理想的添加材料。


銦是晶體管中的一種重要材料,銦的作用是作為一種摻雜元素,加入到半導(dǎo)體鍺中,在制造鍺晶體整流器及放大器時需要大量的銦。銦是三價元素,是用于制造N型鍺單晶體的摻雜元素。在各種鍺的晶體管中,P-N-P擴散合金結(jié)鍺晶體管使用銦的數(shù)量最大。制造這種P-N-P型結(jié)晶體管時是將N型鍺晶體片的兩面用銦球與鍺焊接成合金,當(dāng)合金冷卻后,即在合金區(qū)再結(jié)晶成P形,這樣就做成了P-N-P結(jié)。

除了電學(xué)性能外,銦尚有另外兩個特點:

①銦能潤濕鍺,并能與鍺在較低溫度(500~550℃)形成合金,因而制造比較容易,并可減少雜質(zhì)污染;

②金屬銦具有柔軟性,在合金冷卻后,不在鍺中產(chǎn)生應(yīng)力。半導(dǎo)體材料的最新發(fā)展是三五族半導(dǎo)體材料,銦也是主要原料之一,以銦為原料的三五族化合物有銻化銦、砷化銦及磷化銦,其中以銻化銦比較成熟。銻化銦對紅外線的作用很大,其他材料不能代替,用它做成的紅外線檢波器在火箭技術(shù)、自動控制方面都是有前途的。

2、 用于硅太陽能電池的高純合金,太陽能產(chǎn)業(yè)是具有導(dǎo)電性能的納米銦用于制造太陽能電池的新的領(lǐng)域。

3、 降低焊料熔點的一種焊接合金:

銦稱得上“合金的維生素”,銦合金可用作釬焊料,銦是無鉛焊料新的重要添加元素,世界無鉛焊料的發(fā)展趨勢有利于銦釬焊料的應(yīng)用。

4、 電子漿料中降低燒結(jié)溫度的添加劑。銦納米顆粒被用來制造液晶面板。在焊接過程中,需要降低合金的熔點;這就是為什么它必須用于焊接合金。

5、 一種增加合金和潤滑油的耐用性和磨損的添加劑:

銦很柔軟,不適于加工,但在貴金屬或其它有色金屬中加入少量的銦卻能使他們增加強度及耐磨性,例如,鑄件用銀中加入1%的銦,可使銀的硬度增加一倍。金、鈀、銀、銅和銦的合金常用作假牙,這種合金也常用作珠寶、首飾和各種裝飾品。

6、 提高火箭燃料可燃性的添加劑。為了提高火箭燃料的燃燒性能,銦被廣泛使用。

7、 銦是一種很有前途的替代外源性造影劑,可用于分子拉曼光譜研究。

8、 研究人員正探索銦在生物醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)領(lǐng)域的好處。比如醫(yī)學(xué)掃描。

最近的幾年中,人們利用高新技術(shù)制得超高純納米級的銦粒子,使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬,需求量猛增,形成了一個具有發(fā)展前途的市場。銦產(chǎn)業(yè)也因此被稱為“信息時代的朝陽產(chǎn)業(yè)”,銦金屬在國民經(jīng)濟中的地位越來越重要。

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