金屬鈧比起釔和鑭系元素來,由于離子半徑特別小,氫氧化物的堿性也特別弱,因此,鈧和稀土元素混在一起時,用氨(或極稀的堿)處理,鈧將首先析出,故應用“分級沉淀”法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。氫氧化銦另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離,由于硝酸鈧?cè)菀追纸猓瑥亩_到分離的目的。氫氧化銦粉末用電解的方法可制得金屬鈧,在煉鈧時將ScCl3、KCl、LiCl共熔,以熔融的鋅為陰極電解之,使鈧在鋅極上析出,然后將鋅蒸去可得金屬鈧。
使金屬鎵在室溫或加熱的條件下與硫酸反應即可得到硫酸鎵的水溶液。氫氧化銦或者將新制得的氫氧化鎵Ga(OH)3沉淀溶于2mol/L的硫酸溶液中也可制得硫酸鎵的水溶液。將這種硫酸鎵水溶液在60~70℃的溫度下進行濃縮,將所得的濃溶液冷卻,向其中加入乙醇/乙醚混合物,即可制得十八水硫酸鎵Ga2(SO4)3·18H2O的八面體結(jié)晶。白山氫氧化銦反應中所用的氫氧化鎵沉淀可用向三價鎵鹽的水溶液加氨水制得。為了使生成的氫氧化鎵沉淀不致發(fā)生溶解,應注意不要使氨水加入過量。為了易于過濾,在沉定過程中可適當加熱。
氧化鎵(β-Ga2O3)作為繼GaN和SiC之后的下一代超寬禁帶半導體材料,其禁帶寬度約為4.8 eV,理論擊穿場強為8 MV/cm,電子遷移率為300 cm2/Vs,因此β-Ga2O3具有4倍于GaN,10倍于SiC以及3444倍于Si的Baliga技術指標。氫氧化銦同時通過熔體法可以獲得低缺陷密度的大尺寸β-Ga2O3襯底,使得β-Ga2O3器件的成本相比于GaN以及SiC器件更低。隨著高鐵、電動汽車以及高壓電網(wǎng)輸電系統(tǒng)的快速發(fā)展,全世界急切的需要具有更高轉(zhuǎn)換效率的高壓大功率電子電力器件。白山氫氧化銦β-Ga2O3功率器件在與GaN和SiC相同的耐壓情況下,導通電阻更低、功耗更小、更耐高溫、能夠極大地節(jié)約上述高壓器件工作時的電能損失,因此Ga2O3提供了一種更高效更節(jié)能的選擇。
生產(chǎn)工藝技術及設備經(jīng)過多年來的研究和生產(chǎn)實踐后,目前從含鈧原料中提取Sc2O3的工藝技術有下列幾種方法:①萃取法。氫氧化銦生產(chǎn)中使用較多,其具有產(chǎn)量大、質(zhì)量好、回收率高、成本低及生產(chǎn)中可連續(xù)作業(yè)的特點。②離子交換法。生產(chǎn)中也常被采用。其具有產(chǎn)量小,純度較高,收率較低,成本較高及生產(chǎn)周期長的特點。③萃淋樹脂色層法。其具有生產(chǎn)周期短,純度高,收率高和成本低的特點。④液膜萃取法。高純氫氧化銦它是膜分離與液液萃取相結(jié)合的一種新型分離技術。
氧化鎵是一種新興的功率半導體材料,其禁帶寬度大于硅,氮化鎵和碳化硅,在高功率應用領域的應用優(yōu)勢愈加明顯。氫氧化銦但氧化鎵不會取代SiC和GaN,后兩者是硅之后的下一代主要半導體材料。氫氧化銦粉末氧化鎵更有可能在擴展超寬禁帶系統(tǒng)可用的功率和電壓范圍方面發(fā)揮作用。而最有希望的應用可能是電力調(diào)節(jié)和配電系統(tǒng)中的高壓整流器,如電動汽車和光伏太陽能系統(tǒng)。但是,在成為電力電子產(chǎn)品的主要競爭者之前,氧化鎵仍需要開展更多的研發(fā)和推進工作,以克服自身的不足。
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