半导体材料的元素位于

半导体材料的元素位于,第1张

半导体材料是由一系列元素组成的,其中包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)、砷(As)、硒(Se)、锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)、铋(Bi)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、铍(Be)、钒(V)、钴(Co)、钛(Ti)、钙(Ca)、锆(Zr)、铌(Nb)、镁(Mg)、铬(Cr)、钼(Mn)、钽(Ta)、铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、铯(Cs)、钆(Gd)、锆(Zn)、铪(Hf)、钼(Hg)、铊(Tl)、铯(Pb)、铋(Bi)、锇(Os)、钌(Ir)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Yb)、铂(Pt)、钯(Au)、铑(Hg)、钐(Tm)、钆(Gd)、铕(Er)、钆(Tb)、铽(Dy)、镝(Ho)、钬(Lu)、锝(Tm)、钆(Yb)、锆(Lu)、钋(Th)、钍(U)、钚(Np)、铀(Pu)、钐(Am)、钫(Cm)、镭(Lr)等。

用于制造手机的元素从60到64种,包括铜、铝、铁和稀土元素。有些元素只需要1毫克或更少,但他们是制造手机不可缺少的稀有元素。

人们难免会有这样的担忧:现代社会赖以生存的矿产资源有一天会枯竭吗?哪种资源会先被耗尽?科学家相信资源不会枯竭。但这未必是好消息,因为虽然资源不会枯竭,但在不久的将来出现的原材料供应情况令人深感忧虑。

任何资源都不会“耗尽”

科学家对资源枯竭的理解是:第一,几乎不可能证明一种资源已经枯竭,因为我们不可能对地球的每一寸区域做到了如指掌;第二,当某种资源接近“枯竭”的时候,剩余资源的价格将迅速飙升,迫使人们转向其他替代品。例如,在20世纪80年代,冰晶石(用于铝工业)的开发由于剩余储量太少而停滞,失去了开采价值。之后,人工合成的替代品取代了冰晶石。

历史上,如果一个元素被耗尽,人们会寻找性能相当的替代品。不幸的是,很难找到一个好的替代品。在最近的一项研究中,耶鲁大学工业生态学中心主任托马斯·格拉德尔和他的同事们试图找到62种金属的最佳替代品。在这些金属中,有12种没有找到主要用途的替代品。在62种金属中,还没有找到可以替代所有用途的金属。一旦使用性能较差的替代材料,计算机的计算速度会变慢,汽车的发动机效率也会降低。

地球上最稀缺的元素

有研究指出,从铑在地壳中的比例和对人类社会的重要性来看,铑是地球上最稀缺的元素,其次是金、铂和碲。

铑属于铂族金属(铂族金属还包括铂、钯、铱、锇、钌)。铂族金属和金、银一样,都是稀有贵金属,它们在地球上的含量很小。铂族金属广泛应用于石油、汽车、电子、化工、原子能、环保等行业。它们不用于这些行业,但起着关键作用,因此被称为“工业维生素”。其中,铑是最稀有的铂族金属。其主要用途是作为汽车尾气净化催化剂,减少有害物质的排放。随着汽车产量的增加和环保标准的日益严格,未来汽车工业对铑的需求量将继续增加。

碲是地壳中的一种稀有元素。它的含量与金相似,也是地壳中最少的半导体元素。一半以上的碲消耗用于冶金工业,以改善钢的性能。碲化合物也是薄膜太阳能电池的主要原材料。未来几十年,碲将成为最重要的战略资源之一。

铋在电子陶瓷、电子陶瓷等领域有着广泛的应用。由于铋的“绿色特性”,有望在许多领域取代铅。然而,尽管对铋的需求不断增长,但由于资源的限制,铋的产量正在下降。

铟是一种稀有的战略金属。它在地壳中的分布不仅很少,而且非常分散。它只作为杂质存在于锌和其他金属矿石中。铟对液晶显示器、平板电脑和智能手机的需求占主导地位。此外,在太阳能电池、电子信息、国防军事、航空航天、核工业等领域具有极其重要的战略价值。

锑是我国储量、产量占世界第一的稀有小金属,主要消费领域为阻燃剂、铅酸蓄电池、催化剂和玻璃工业。中国拥有世界三分之一的储量,占世界锑供应量的90%以上。

钨是世界上最坚硬的金属。它被称为工业用钻头中不可替代的工具。钨、锑、锡、稀土被称为中国四大战略资源。

镓作为新一代半导体材料,被誉为电子产业的中坚力量,广泛应用于智能手机、LED灯、太阳能发电、军事、医疗等领域。

钴被称为“工业味精”,是最稀缺的战略资源之一。绝大多数的钴被用作锂离子电池的阴极材料。每个手机电池含有约6.6克钴,而每辆新能源汽车需要10公斤以上的钴。可以看出,未来对钴的需求将呈现爆发式增长。

稀土元素

稀土元素是钪、钇、镧系元素等17种金属元素的总称。稀土元素广泛应用于国防工业、冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农业、畜牧业等领域。例如,在钢铁和有色金属中,只有少量的稀土元素才能显著改善金属材料的性能。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: https://www.outofmemory.cn/dianzi/9161553.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-25
下一篇 2023-04-25

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存