Upotreba galija i područja primjene

U oblasti poluprovodničkih materijala, galijum arsenid (GaAs) je materijal koji se najviše koristi, a tehnologija je najzrelija. Poluprovodnički materijali služe kao nosioci širenja informacija, a njihova upotreba galija čini 80% do 85% ukupne potrošnje galija. Uglavnom se koriste u području bežičnih komunikacija, pojačala snage od galij-arsenida mogu povećati brzinu prijenosa komunikacije do 100 puta veću od brzine 4G mreža, igrajući važnu ulogu u ulasku u eru 5G [2]. A zbog svojih termičkih svojstava, niske tačke topljenja, visoke toplotne provodljivosti i dobrih svojstava tečenja, galijum se može koristiti kao medij za disipaciju toplote u poluprovodničkim aplikacijama. Metalni galijum se koristi u materijalima termičkog interfejsa u obliku legure na bazi galija. Može poboljšati kapacitet disipacije toplote i efikasnost elektronskih komponenti.

Iskustvo razvoja solarnih ćelija evoluiralo je od ranih monokristalnih silicijumskih solarnih ćelija do polikristalnih silicijumskih tankoslojnih ćelija. Zbog visoke cijene tankoslojnih ćelija polikristalnog silicija, istraživači su među poluvodičkim materijalima otkrili ćelije tankog filma bakar indijum galij selenid (CIGS) [3]. CIGS baterije imaju prednosti niskih troškova proizvodnje, mogućnosti proizvodnje u velikim serijama i visoke stope fotoelektrične konverzije, tako da imaju široku perspektivu razvoja. Drugo, efikasnost konverzije solarnih ćelija koncentratora galijum arsenida ima očigledne prednosti u odnosu na ćelije tankog filma napravljene od drugih materijala. Međutim, zbog visokih troškova proizvodnje galij-arsenidnih materijala, trenutno se uglavnom koristi u zrakoplovstvu i vojnim poljima.

Kako svijest o energetskoj krizi raste širom svijeta, ljudi nastoje zamijeniti neobnovljive izvore energije, među kojima se ističe energija vodonika. Međutim, visoka cijena i niska sigurnost skladištenja i transporta vodika ometaju razvoj ove tehnologije. Aluminij kao Najzastupljeniji metalni element u zemljinoj kori može reagirati s vodom i proizvesti vodonik pod određenim uvjetima. Idealan je materijal za skladištenje vodonika. Međutim, površina metalnog aluminija se lako oksidira i formira gusti film aluminij oksida, koji inhibira reakciju. Prema istraživačima, otkriveno je da je metalni galijum sa niskom tačkom taljenja legiran sa aluminijumom, a galijum može da rastvori prevlaku od aluminijum oksida na površini, omogućavajući da se reakcija nastavi [4], a metalni galijum se može reciklirati i koristiti više puta . Upotreba materijala od legure aluminijuma galijuma u velikoj meri rešava problem brze pripreme, bezbednog skladištenja i transporta energije vodonika, te unapređuje bezbednost, ekonomičnost i zaštitu životne sredine.

Galij se najviše koristi u medicinskom polju zbog svojih jedinstvenih radioaktivnih svojstava, koja se mogu koristiti za snimanje i inhibiciju malignih tumora [5]. Jedinjenja galija imaju očito antifungalno i antibakterijsko djelovanje, te na kraju postižu svrhu sterilizacije ometanjem metabolizma bakterija. I legure galija mogu se koristiti za izradu termometara, kao što su galijum indijski limeni termometri, nova vrsta legure tekućeg metala koja je sigurna, netoksična i ekološki prihvatljiva i može se koristiti za zamjenu termometara otrovne žive. Osim toga, određeni udio legura na bazi galija zamjenjuje tradicionalni amalgam i koristi se kao novi materijali za dentalne ispune za kliničku primjenu.

Galij i indijum, talij, kalaj, bizmut, cink, itd. mogu formirati niz niskotopljivih legura između 3 stepena i 65 stepeni, koje se koriste za merenje i kontrolu temperature, zamene za živu u instrumentima, nosače u operacijama postavljanja perli, i metalne prevlake. rashladni krugovi u slojnoj, elektronskoj i nuklearnoj industriji. Na primjer, legura galija koja sadrži 25% indija je legura niske tačke topljenja koja se topi na 16 stepeni i može se koristiti u automatskim uređajima za gašenje požara. Galijum i bakar, nikl, kalaj, zlato itd. mogu formirati hladni fluks, koji je pogodan za tanke zidove posebnog oblika koji se teško zavaruju, hladno zavarivanje i začepljenje šupljina između metala i između metala i keramike.

U industriji atomske energije, galijum se može koristiti kao toplotno provodljivi materijal za odvođenje toplote iz reaktora. Pored toga, galijum takođe može da apsorbuje neutrone, čime kontroliše broj neutrona i brzinu reakcije.
Galijum jodid se koristi u živinim lampama visokog pritiska, a galijum se takođe može koristiti za izradu sijalica sa katodnom parom. Dodavanje galijum jodida u živinu lampu visokog pritiska može povećati intenzitet zračenja živine lampe.
Budući da galijum ima svojstvo "termalnog skupljanja i hladnog širenja", ima dobru sposobnost livenja i može se koristiti za pravljenje legura tipa olova kako bi fontovi bili jasni.
Galijum ima veoma nizak pritisak pare i može se koristiti kao zaptivni fluid u vakuum uređajima.