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Indium

礦物下的一個物種

銦是一種化學元素,符號為In,原子序數49。銦是鹼金屬除外最柔軟的金屬,外觀如錫般呈銀白色,它是一種後過渡金屬,在地殼中的成分佔0.21ppm。銦的熔點比鈉和鎵高,但低於鋰和錫。化學上,銦類似鎵和鉈,其性質主要介於兩者之間。銦在1863年由斐迪南·賴希和希羅尼穆斯·特奧多爾·里赫特透過光譜方法發現,他們因為其靛藍色的譜線而如此命名,隔年,銦才被分離出來。 銦是硫化鋅礦石的次要成分,且為鋅精煉的副產物。它主要運用在半導體工業、低熔點金屬合金如焊料、軟金屬高真空密封墊以及製造塗覆在玻璃上的透明氧化銦錫(ITO)導電膜。銦是一種科技關鍵元素。 雖然銦的化合物在注入血液時有些毒性,它並無生物角色。大多數的職業暴露是經由攝入與吸入,前者無法良好吸收,後者則會中度吸收。

硬度
硬度:

3

關於銦的一般資訊

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銦的物理特性

顏色
灰色
硬度
3 , 柔軟
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銦的化學特性

化學式
In
列出的元素
In

銦的特徵

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銦的形成

銦是由低至中等質量恆星中的s過程(慢中子捕獲)長期(可達數千年)產生的。當銀-109原子捕獲一個中子時,它會轉變為銀-110,然後經過β衰變成為鎘-110。進一步捕獲中子,它成為鎘-115,通過另一個β衰變成為銦-115。這解釋了為什麼放射性同位素比穩定同位素更豐富。穩定的銦同位素,即銦-113,是一個p-核,其來源尚不完全了解;儘管已知銦-113是直接在s-和r過程(快速中子捕獲)中生成的,也是壽命非常長的鎘-113的子代,其半衰期約為八千兆年,但這不能解釋所有的銦-113。銦是地殼中第68個最豐富的元素,含量約為50 ppb。這與銀、鉍和汞的地殼豐度相似。它很少形成自己的礦物,或以元素形式存在。目前已知的少於10種銦礦物,如銻砷銅礦(CuInS2),且都沒有經濟提取所需的足夠濃度。相反,銦通常是較常見礦物,如閃鋅礦和黃銅礦的微量成分。從這些礦物中,可以作為冶煉過程中的副產品提取銦。雖然這些礦藏中的銦含量相對於地殼豐度較高,但在當前價格下,不足以支持作為主要產品的銦提取。對其他金屬礦石中銦含量的估算存在不同數據。然而,這些量在不開採主礦物的情況下是不可提取的(見生產和可獲得性)。因此,銦的可獲得性根本上取決於這些礦石的開採速度,而不是其絕對含量。在目前的辯論中,例如耶魯大學的Graedel小組在其關鍵性評估中經常忽略這一方面,解釋了某些研究中提到的矛盾的低消耗時間。

銦的文化意義

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銦的用途

1924年,人們發現銦具有穩定有色金屬的重要特性,成為銦的首要用途。第一次大規模應用是在第二次世界大戰期間,在高性能飛機的發動機中塗覆軸承,以防止損壞和腐蝕(已非現今主要用途)。人們在易熔合金、焊料和電子產品中發現銦的新用途。在1950年代,銦的微小珠子用於PNP合金結電晶體的發射極和集電極。在1980年代中後期,用於液晶顯示器(LCD)的磷化銦半導體和氧化銦錫(ITO)薄膜的發展引起人們的極大興趣。到1992年,薄膜應用已成為銦最大的用途。 氧化銦(III)和氧化銦錫(ITO)用作導電發光板中玻璃基板上的透明導電塗層。氧化銦錫用作低壓鈉蒸汽燈中的濾光器。紅外輻射被反射回燈中,可提高燈管內的溫度並改善燈的性能。 銦有許多與半導體相關的應用。一些銦化合物,如銻化銦和磷化銦,是有用的半導體。一種常用於半導體的銦化物是三甲基銦(TMI),三甲基銦也用作II-VI價化合物半導體中的半導體摻雜劑。 InAs和InSb用於低溫電晶體,InP用於高溫電晶體 。化合物半導體InGaN和InGaP用於發光二極體(LED)和雷射二極體。銦在光伏電池中作為半導體銅銦鎵硒半導體(CIGS),光伏電池也稱為CIGS太陽能電池(一種第二代薄膜太陽能電池)。銦用於含鍺的PNP雙極結電晶體,因為當在低溫下焊接時,銦不會對鍺產生影響。 銦絲在低溫和超高真空應用中用作真空密封和熱導體,例如作為填充間隙的墊圈 。銦是鎵–銦–錫合金中的一種成分,該合金在室溫下是液體,在某些溫度計中取代汞。其他銦與鉍、鎘、鉛和錫的合金,具有較高的熔點(仍然偏低,50至100°C),用於消防噴淋系統和熱調節器。 銦是鹼性電池中汞的一種替代品,可防止鋅腐蝕和氫氣產生。添加銦到一些牙科用汞合金中以降低汞的表面張力,節省汞合金用量並提高其融合性。 銦的高度補捉中子的典型特性適用於核反應爐的控制組,通常是80%銀、15%銦和5%鎘的合金。在核工程中,113In和115In的 (n,n') 反應用於確定中子通量的大小。

大家也會問的常見問題

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