氧化鈧的化學(xué)式為Sc2O3。性質(zhì):白色固體。具有稀土倍半氧化物的立方結(jié)構(gòu)。密度3.864.熔點2403℃±20℃。不溶于水,溶于熱酸中。銦粉由鈧鹽熱分解制得。可用作半導(dǎo)體鍍層的蒸鍍材料。制做可變波長的固體激光器和高清晰度的電視電子槍、金屬鹵化物燈等。由于Sc2O3產(chǎn)品具有獨特的物化性質(zhì),故在20世紀(jì)80年代以來,在許多高新技術(shù)和工業(yè)部門中獲得了較好的應(yīng)用發(fā)展。高純銦粉粉末目前我國及世界的Sc2O3在合金、電光源、催化劑、激活劑和陶瓷等領(lǐng)域的應(yīng)用狀況敘述于后。
鈧在合金中主要起著變質(zhì)和細(xì)化晶粒的作用,使生成新相的Al3Sc型而呈現(xiàn)了性能優(yōu)異的特色。銦粉Al-Sc合金已形成了系列的合金系列,如俄羅斯已達(dá)到17種Al-Sc系列,我國也有幾種合金(如Al-Mg-Sc-Zr及Al-Zn-Mg-Sc合金)。這類合金的特性其它材料無法代替,故從發(fā)展上看,其應(yīng)用發(fā)展及潛力是很大的,可望成為今后的應(yīng)用大戶。大慶銦粉如俄羅斯已工業(yè)化生產(chǎn),且用于輕型結(jié)構(gòu)件發(fā)展較快,我國也正在加快研制和應(yīng)用,特別是在宇航和航空方面前景最好。
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(yīng)用“分級沉淀”法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。銦粉另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進(jìn)行分離,由于硝酸鈧?cè)菀追纸猓瑥亩_(dá)到分離的目的。銦粉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。
對于蒸發(fā)鍍膜:一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來,并且沉降在基片表面,通過成膜過程(散點-島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長)形成薄膜。銦粉厚度均勻性主要取決于:1、基片材料與靶材的晶格匹配程度;2、基片表面溫度;3、蒸發(fā)功率,速率;4、真空度;5、鍍膜時間,厚度大小。組分均勻性:蒸發(fā)鍍膜組分均勻性不是很容易保證,具體可以調(diào)控的因素同上,但是由于原理所限,對于非單組分鍍膜,蒸發(fā)鍍膜的組分均勻性不好。大慶銦粉晶向均勻性:1、晶格匹配度;2、基片溫度;3、蒸發(fā)速率
鎵也被應(yīng)用到太陽能電池的制造中,如砷化鎵三五族太陽能電池,該電池具有良好的耐熱、耐輻射等特性,其光電轉(zhuǎn)換率非常高。銦粉最初因為生產(chǎn)、使用成本都非常高,常常被應(yīng)用在航天和軍工領(lǐng)域。但近幾年隨著科技的發(fā)展,金屬鎵太陽能電池的生產(chǎn)和使用成本都在降低,搭配上聚光光學(xué)組件從而使其應(yīng)用領(lǐng)域開始擴大,并且正在以較快的速度普及。CIGS薄膜太陽能電池是第三代太陽能電池,具有生產(chǎn)、安裝、使用成本低,光電轉(zhuǎn)換率高的優(yōu)勢,因而在眾多太陽能電池產(chǎn)品中成為發(fā)展最快的一族。高純銦粉雖然世界上已投產(chǎn)或在建的CIGS工廠已超過40多家,但金屬鎵在CIGS的原材料中所占比重僅為5%—10%。隨著CIGS生產(chǎn)規(guī)模的擴大,該行業(yè)對金屬鎵的需求會有明顯增長。
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