مسحوق الإنديومهو عنصر معدني مع الرمز في وعدد ذري من 49 ، الموجود في المجموعة الثانية من الفترة الخامسة من الجدول الدوري. CAS 7440-74-6 ، الصيغة الجزيئية موجودة ، وهو معدن أبيض فضية ولون أزرق فاتح. له نسيج ناعم ويمكن خدشه بالأظافر. اللدونة القوية ، ليونة جيدة ، ويمكن ضغطها في أوراق. يستخدم Indium Metal بشكل أساسي كمواد خام لتصنيع سبائك نقاط الانصهار المنخفضة ، وسبائك تحمل أشباه الموصلات ، ومصادر الضوء الكهربائي ، وما إلى ذلك. إنديوم غير سامة ، ولكن يجب تجنبه من التلامس مع الجلد والابتلاع. نظرًا لنفاذيةها القوية للضوء والتوصيل ، يتم استخدامها بشكل أساسي في إنتاج أهداف ITO (لإنتاج شاشات الشاشات البلورية السائلة والشاشات المسطحة) ، وهي منطقة المستهلك الرئيسية في سبائك الإنديوم ، التي تمثل 70 ٪ من استهلاك الإنديوم العالمي.
|
صيغة كيميائية |
في |
|
كتلة دقيقة |
115 |
|
الوزن الجزيئي |
115 |
|
m/z |
115 (100.0%), 113 (4.5%) |
|
تحليل عنصري |
في ، 100.00 |
|
|
|
مسحوق الإنديوم، كمعدن نادر ، أصبح مورد استراتيجي لا غنى عنه في التكنولوجيا والصناعة الحديثة بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة. من شاشات الهواتف الذكية إلى قضبان التحكم في المفاعل النووي ، من الخلايا الكهروضوئية إلى الحوسبة الكمومية ، اخترق تطبيق الإنديوم كل جانب من جوانب الحياة البشرية.
1.1 ITO المواد المستهدفة والفيلم التوصيلي الشفاف
أكبر منطقة مستهلك في الإنديوم (تمثل 70 ٪ من العالم) هي إنتاج أهداف أكسيد القصدير الإنديوم (ITO) ، والتي تستخدم لتصنيع أقطاب موصلة شفافة لشاشات الشاشات البلورية السائلة (LCD) ، وشاشات اللمس ، وشاشات OLED ، واللوحات الشمسية. يتم ترسيب فيلم ITO على ركائز الزجاج أو البوليستر من خلال عملية التلاشي الفراغي ، مع إرسال أكثر من 90 ٪ ومقاومة السطح منخفضة تصل إلى 10-100 Ω/□ ، الموازنة تمامًا والشفافية.
حالات التطبيق النموذجية:
الهواتف الذكية وأجهزة التلفزيون: تستخدم أكثر من 90 ٪ من شاشات الهواتف الذكية العالمية فيلم ITO. سمك طبقة ITO لتلفزيون OLED البالغ 65 بوصة من العلامة التجارية هو 200 مقياس نانومتر فقط ، لكنه يحمل 95 ٪ من انتقال إشارة اللمس.
بناء زجاج توفير الطاقة: يمكن للزجاج المنخفض المغلفة مع ITO أن يقلل من استهلاك طاقة البناء بنسبة 30 ٪. يتم تطبيق هذه التكنولوجيا على زجاج الجدار الخارجي في مبنى مركز شنغهاي ، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بأكثر من 2000 طن سنويًا.
طيران الزجاج الأمامي: تم دمج الزجاج الأمامي لطائرة بوينج 787 مع فيلم التدفئة في ITO ، والذي يمكن أن يتسبب في الجليد في غضون 10 دقائق في بيئة -50 درجة ، مما يزيد من الكفاءة بمقدار 5 مرات مقارنة مع حلول سلك المقاومة التقليدية.
1.2 تقنيات العرض الجديدة
يظهر Indium إمكانات في الحقول الناشئة مثل Micro LED وشاشات النقاط الكمومية. يمكن للنقاط الكمومية الفوسفيدية الإنديوم (INP) تحقيق تغطية ألوان NTSC بنسبة 100 ٪. يحتوي تلفزيون DUTHUM DOT 8K الذي تم إطلاقه بواسطة شركة تصنيع معينة على سماكة طبقة Inp Quantum DOT تبلغ 5 ميكرون فقط ، مما يزيد من نقاء اللون بنسبة 40 ٪ مقارنة بالحلول التقليدية.
2.1 مواد أشباه الموصلات المركبة
إنديوم هو المكون الأساسي لأشباه الموصلات المركبة مثل فوسفيد الإنديوم (INP) ، والزرنيخ الإنديوم (INAS) ، ونيتريد الغاليوم الإنديوم (INGAN) ، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل التواصل 5G ، واستشعار الألياف البصرية ، ورادار الليزر.
حالة الاختراق التكنولوجية:
مضخم طاقة المحطة الأساسي 5G: استنادًا إلى ترانزستور تنقل الإلكترون العالي INP (HEMT) ، يمكن أن يصل تردد التشغيل إلى 300 جيجا هرتز ، وكثافة الطاقة أعلى بثلاث مرات من أجهزة GaAs. بعد أن تتبنى محطة القاعدة الكلية لمورد معدات الاتصالات معينة INP PA ، يتم توسيع دائرة نصف قطر التغطية بنسبة 20 ٪.
LIDAR قيادة مستقلة: ليزر الضوء الأزرق المستند إلى إنغان (450 نانومتر) جنبا إلى جنب مع INP PhotoDetector يحقق الكشف على مسافة 200 متر. تعتمد وحدة LIDAR لنموذج Tesla Y هذا الحل ، مما يزيد من كثافة السحابة النقطة بنسبة 50 ٪.
2.2 تقنية تصنيع الرقائق والتعاطي المنشطات
يمكن أن يعزز الإنديوم ، باعتباره dopant من النوع P ، أداء الترانزستورات الجرمانيوم بشكل كبير. إن الترانزستور البئر الكمي للبئر الأنتيوم (INSB) الذي تم تطويره بواسطة مختبر معين له تنقل إلكترون يبلغ 300000 سم ²/(V · S) عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 3 كيلو ، وهو أسرع 100 مرة من الأجهزة القائمة على السيليكون وتوفر مواد محتملة لشرائح الحوسبة الكمومية.
3.1 الخلايا الكهروضوئية
النحاس الإنديوم غاليوم سيلينيد (CIGS) الخلايا الشمسية الرقيقة هي تطبيق تاريخي للإنديوم في مجال الطاقة. تصل كفاءة التحويل الكهروضوئية إلى 23.35 ٪ (وفقًا لبيانات مختبر ZSW في ألمانيا) ، ولديها أداء ضعيف ممتاز للضوء ، مما يولد كهرباء بنسبة 15 ٪ من خلايا السيليكون البلورية في الطقس الممطر.
تقدم التصنيع:
بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV): تم تطبيق منتج CIGS Glass Surtain Wall الذي تم إطلاقه بواسطة مؤسسة معينة بكثافة طاقة تبلغ 180 واط/مترًا على مشروع برج دبي الشمسي ، مما يولد أكثر من 5 ملايين كيلو وات من الكهرباء سنويًا.
الجهاز الكهروضوئي المرن: خلية CIGS مرنة باستخدام أقطاب شفافة من أكسيد الزنك الإنديوم (IZO) ، مع دائرة نصف قطرها ثني يصل إلى 2 مم. قامت شركة بدمجها في جناح طائرة بدون طيار ، وتمتد وقت التحمل بنسبة 30 ٪.
3.2 الصناعة النووية
تلعب سبيكة الإنديوم دورًا حاسمًا في المفاعلات النووية:
مادة قضيب التحكم: نظير Indium-115 يحتوي على مقطع عرضي لامتصاص النيوترون الحراري في 199 شريط. يستخدم المفاعل السريع المبرد في الصوديوم في الجيل الرابع في قضبان التحكم في سبائك AG ، مما يحسن دقة تنظيم تدفق النيوترون بنسبة 20 ٪.
كاشف النيوترون: كاشف أشباه الموصلات يعتمد على INP مع دقة الطاقة بنسبة 0.3 ٪ (@ 662KEV) ، وهو أعلى 10 مرات من أجهزة الكشف عن HE-3 التقليدية. تم استخدامه لمراقبة تدفق النيوترون في مفاعل التجريبي الحراري الحراري الدولي.
4.1 سبائك نقطة انصهار منخفضة
تُستخدم السبائك التي تشكلها الإنديوم ، البزموت ، القصدير والمعادن الأخرى (نقطة الانصهار 47-122) في:
نظام رش الحرائق: في BI SN ، يمكن أن تذوب فوهات سبيكة SN المستخدمة في مركز البيانات بدقة عند 68 درجة ، مع وقت استجابة 3 ثوانٍ أسرع من فوهات الكرة الزجاجية التقليدية ، مما يقلل من خسائر الحريق بنسبة 40 ٪.
المواد التضحية ثلاثية الأبعاد: طورت شركة الطيران سبيكة إنديوم تحتوي على سبيكة تضحية لتصنيع ثقوب تبريد أفلام شفرة التوربينات ، مع دقة طباعة قدرها 0.05 ملم ، وهو أكثر كفاءة 5 أضعاف من آلات التصريف الكهربائي التقليدي.
4.2 ارتداء طبقة مقاومة ومضادة للتآكل
الطلاء القائم على الإنديوم يؤدي بشكل ممتاز في البيئات القاسية:
محامل الفضاء الجوي: يتم تغليف المحامل الرئيسية لنموذج معين من المحرك باستخدام النيكل الإنديوم ، مما يقلل من معدل التآكل إلى 0.1 م/ساعة عند درجة حرارة عالية تبلغ 500 درجة ، ويطيل عمر خدمة المحامل غير المقيدة بمقدار 8 مرات.
المعدات البحرية: يتم طلاء سطح مراوح السفن في سبيكة Zn ، والتي لديها مقاومة للتآكل تصل إلى 1000 ساعة في بيئة رذاذ الملح كلوريد الصوديوم بنسبة 3.5 ٪ ، أعلى بثلاث مرات من طلاء الكروم.
5.1 المشعة
Indium-111 (Half-Life 2.8 Days) هو نواة أساسية في التصوير الطبي:
تشخيص الورم: يمكن أن يرتبط حقن الأوكتريوتيد المسمى بـ IN-111 على وجه التحديد بمستقبلات ورم الغدد الصم العصبية. أظهرت دراسة سريرية أن حساسيتها بلغت 92 ٪ ، وهو أعلى بنسبة 25 ٪ من فحص التصوير المقطعي.
مراقبة الالتهاب: يمكن لمسح خلايا الدم البيضاء المسمى IN-111 تحديد موقع بؤر العدوى المخفية ، بمعدل دقة قدره 95 ٪ في تشخيص التهابات المفاصل الاصطناعي.
5.2 المستشعرات الحيوية
أجهزة استشعار الفوسفيد الإنديوم (INP) تظهر في المجال الطبي:
مراقبة الجلوكوز في الدم غير الغازية: يحقق مستشعر موجة النبض الكهروضوئية INP مراقبة مستمرة للجلوكوز في الدم من خلال تحليل التغييرات في أطياف الجلد ، مع نطاق خطأ من<10%. It has been recognized as a breakthrough device by the FDA.
تسلسل الحمض النووي:مسحوق الإنديوميمكن أن تكتشف ترانزستورات الميدان الميداني النانوي التغيرات في التيار عندما يمر جزيء الحمض النووي الواحد. استخدم فريق هذه التكنولوجيا لزيادة سرعة التسلسل إلى 1000 قاعدة في الثانية ، والتي هي أسرع 10 مرات من منصة Illumina.
عملية استخراج الإنديوم هي بشكل أساسي طريقة التحليل الكهربائي للاستخراج ، والتي تعد أيضًا تقنية العملية السائدة لإنتاج الإنديوم في العالم اليوم. تدفق العملية المبدأ هو: إنديوم يحتوي على مواد خام ← الإثراء ← الذوبان الكيميائي ← تنقية ← استخراج ← استخراج الخلفي ← استبدال الزنك (الألومنيوم) ← الإسفنج الإنديوم → التكرير الكهربائي ← الإنديوم المكرر.
90 ٪ من إنتاج الإنديوم في العالم يأتي من منتجات ثانوية من مصاهر الرصاص والزنك. طريقة استرداد الصهر من الإنديوم هي استرداد الإنديوم بشكل أساسي من الخبث النحاسي والرصاص والزنك ، الخبث والطين الأنود عن طريق التخصيب. وفقًا لمصدر المواد الخام المستردة وفرق محتوى الإنديوم ، يتم تطبيق عمليات الاستخراج المختلفة لتحقيق أفضل تكوين وأقصى دخل. تشمل تقنيات العمليات الشائعة خبث الأكسدة ، واستبدال المعادن ، وإثراء الكهرباء ، واستخراج الرشوة الحمضية ، والتحليل الكهربائي للاستخراج ، وتبادل الأيونات ، والتكرير الكهربائي ، وما إلى ذلك في الوقت الحاضر ، يتم استخدام استخراج المذيبات على نطاق واسع ، وهي عملية فصل واستخراج عالية الكفاءة. لم يتم الإبلاغ عن تطبيق طريقة تبادل الأيونات في استرداد الإنديوم في التصنيع. في عملية فصل الإنديوم عن القصدير والنحاس والتي يصعب تطورها ، يتركز معظم الإنديوم في رماد المداخن والنزاع. في فصل الزنك والكادميوم المتطاير ، يتم تخصيب الإنديوم في خبث الفرن ومرشح الخبث.
في ISP Lead و Sminc Smetting ، يتركز معظم الإنديوم في التركيز في الرصاص الخام الناتج في عملية تصحيح الزنك الخام. لاستعادة الإنديوم الغني بالإنديوم والرصاص ، تم دائمًا تبني عملية استخراج الإنديوم عن طريق الغليان القلوي ، والتي لديها عيوب في الطاقة الإنتاجية الصغيرة ، وارتفاع تكلفة الإنتاج ، ومعدل استرداد المعادن المنخفض.
من أجل تبسيط عملية استخراج الإنديوم ، وتقليل تكلفة الإنتاج ، وتحسين معدل استرداد المعادن ، نظرًا لعملية الإنتاج الأصلية لاستخراج الإنديوم ، قام المشروع بدراسة وتطوير عملية استخراج "الغنية الإنديوم الرصاصة الرائدة في التحليل الكهربائي الرصاص الإلكتروليت" من خلال اختبار الحالة ، واختبار الدورة ، واختبار شامل ، وحدد أفضل عملية للعملية لعملية جديدة. يكون تدفق العملية كما يلي: يتم إذابة الرصاص الخام ويلقي في لوحة كهربائية ، محملة في خلية كهربائية للتحليل الكهربائي ، ويتم إذابة الإندويوم في الأنود إلى المنحل بالكهرباء. عندما يتم إثراء الإنديوم بتركيز معين ، يتم رسم المنحل بالكهرباء للاستخراج والتجريد. يتم الحصول على محلول تجريد الإنديوم الغني بعد تعديل الأس الهيدروجيني ، والاستبدال ، وذوبان الحبيبات.
العديد من التقنيات الجديدة لفصل واستخراجمسحوق الإنديوم: تشمل مواد الفصل الرئيسية المستخدمة في هذه التقنيات الجديدة الغشاء السائل والراتنج المخلل والراتنج المشبعة و microcapsule. في ظل ظروف مناسبة ، يمكن فصل الإنديوم واسترداده بفعالية باستخدام هذه التقنيات. توفر هذه التقنيات الجديدة خيارًا جديدًا لفصل واستعادة الإنديوم.
تؤدي إضافة مسحوق المعادن الإنديوم إلى ديبوريد المغنيسيوم الفائق إلى حد كبير إلى تحسين كثافة التيار الحرج الفائقة الموصلات من ديبوريد المغنيسيوم ، وهي خطوة أخرى نحو التطبيق العملي. عندما تتجاوز الكثافة الحالية التي تمر عبر الموصل الفائق قيمة معينة ، ستفقد الموصل الفائق الموصلية الفائقة ، وهي كثافة التيار الحرجة الفائقة. إنه مؤشر مهم لقياس أداء الموصلات الفائقة. يضاف مسحوق المعادن الإنديوم إلى ديبوريد المغنيسيوم ويتم معالجته في سلك بعد المعالجة الحرارية عند 2000 درجة. تكون كثافة التيار الحرجة الفائقة الموصلة أعلى 4 مرات من ذلك بدون إنديوم ، حيث تصل إلى 100000 أمبير لكل سنتيمتر مربع. وذلك لأن المعادن الإنديوم تتخلل بين حبيبات ديبوريد المغنيسيوم ، وبالتالي تحسين التصاقه.
يحتوي Indium على بعض الخصائص الكيميائية المشابهة للزنك والحديد ، في حين أن الخواص الكيميائية الأخرى تشبه القصدير والألمنيوم. إنديوم له ثلاث حالات أكسدة: 1 و 2 و 3. ثلاثي التكافؤ هو الأكثر شيوعًا ، في حين أن ثلاثية التكافؤ مستقرة في محلول مائي. عادة ما تخضع المركبات أحادية التكافؤ عند تسخينها. إنديوم هو واحد من أنعم المعادن الصلبة التي تكون مستقرة للغاية في الهواء. في درجات الحرارة العادية ، لا يتأكسد المعدن الإنديوم عن طريق الهواء ، لكنه يحترق تحت حرارة قوية وينتج أكسيد الإنديوم (III) مع لهب أحمر أزرق ممل. من السهل تنقية سطح المعادن الإنديوم ، وبمجرد تعرضه للغلاف الجوي ، يظهر فيلم رفيع مشابه لسطح الألومنيوم. الفيلم الرقيق صعب ولكنه قابل للذوبان بسهولة في حمض الهيدروكلوريك. عندما ترتفع درجة الحرارة أعلى قليلاً من نقطة الانصهار ، يظل سطح المعدن مشرقًا ؛ يتشكل الأكسيد على السطح في درجات حرارة عالية.
بين درجة حرارة الغرفة ونقطة الانصهار ، يتفاعل الإنديوم ببطء مع الأكسجين في الهواء ، ويشكل فيلمًا رفيعًا للغاية لأكسيد الإنديوم (IN2O3) على سطحه. في درجات حرارة أعلى ، يتفاعل مع المواد النشطة غير المعدنية. لا تتفاعل قطع كبيرة من المعادن الإنديوم بالماء المغلي والحلول القلوية ، ولكن يمكن أن يتفاعل الإنديوم المسحوق ببطء مع الماء لإنتاج هيدروكسيد الإنديوم. يتفاعل الإنديوم ببطء مع الأحماض المخففة الباردة وهو قابل للذوبان بسهولة في الأحماض غير العضوية الساخنة المركزة ، وكذلك حمض الأسيتيك وحمض الأكساليك. يمكن أن تشكل الإنديوم سبائك مع العديد من المعادن (وخاصة الحديد ، وهو مؤكسد بشكل كبير). حالات الأكسدة الرئيسية لـ Indium هي +1 و +3 ، والمركبات الرئيسية هي in2o3 ، في (OH) 3 ، و incl3. عندما يقترن بالهالوجين ، يمكن أن تشكل أحادي الوهمي والثلاثي ، على التوالي. [3] عندما يتم تسخينه ، يمكن أن يتفاعل الإنديوم مع الهالوجينات والكبريت والفوسفور ، وكذلك الزرنيخ ، الأنتيمون ، السيلينيوم ، والتيلوريوم. يتفاعل مع الهيدروجين والنيتروجين لإنتاج الهيدريدات والنيتريد ، على التوالي. يمكن أن تشكل الإنديوم مزيج الزئبق مع الزئبق ، ويشكل الإنديوم سبائك مع معظم المعادن مصحوبة بتأثيرات تصلب كبيرة. يمكن أن تشكل الإنديوم روابط تساهمية في مركباتها ، والتي يمكن أن تؤثر على سلوكها الكهروكيميائي. بعض حلول الملح الإنديوم لها موصلية منخفضة ، مما يشير إلى خصائص الترابط غير الأيونية. يتطلب تفاعل الإلكترود من الإنديوم طاقة تنشيط عالية متوسطة ، واستخدام إلكتروليت ربط تفاعل القطب القابل للانعكاس يمكن أن ينقع المنحل بالكهرباء.مسحوق الإنديوممن السهل أن تُلاحف الإنديوم الكهربائي باستخدام الأملاح السيانيد والكبريتات والفلوروبورات والألوان الأمينية.
الوسم : Indium Powder CAS 7440-74-6 ، الموردون ، المصنعون ، المصنع ، الجملة ، شراء ، السعر ، الجزء الأكبر ، للبيع