Ga • Numéro de commande 31
gallium
Gallium est un métal blanc argenté, doux, qui se caractérise par son point de fusion bas, qui est d'environ 30 degrés Celsius. Contrairement au mercure qui a un point de fusion encore plus bas, le vérin pur n'est pas toxique. Le point d'ébullition de plus de 2000 degrés Celsius est extrêmement élevé et rend le gallium utile dans les applications haute température.
Malgré ses structures moléculaires spécifiques, le gallium élémentaire a une conductivité électrique élevée comparable au fer élémentaire. Les alliages avec l'aluminium sont liquides en raison de l'abaissement du point de fusion à la température ambiante et peuvent être utilisés, par exemple, comme un liquide de barrière.
Le métal est obtenu sous-produit de la production d'aluminium et de zinc.
La consommation mondiale de gallium est très faible (2023): - Environ. 500 tonnes), mais la demande augmente en raison de son rôle dans les semi-conducteurs, les LED et les technologies 5G.
80 à 90 pour cent du gallium sur le marché mondial viennent de Chine. Le pays a introduit des contrôles d'exportation à Gallium à l'été 2023.
Le plus grand producteur de gallium du monde est Yunnan Chihong Zinc & germanium et Chinalco, le producteur d'aluminium de Chine.
Gallium a été découvert en 1875 par le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran. Auparavant, le chimiste russe Dmitri Ivanovich Mendelejeff prédit l'existence d'un élément qui se situerait dans le système de période entre l'aluminium et l'indium. L'élément qui était encore non détecté à ce moment-là était appelé Eka-aluminum. En l'honneur de sa patrie, Lecoq de Boisbaudran a donné à sa découverte le nom de Gallium.
Le gallium est resté inaperçu pendant longtemps, car il ne pouvait pas être extrait économiquement des minerais. En raison de la mauvaise disponibilité et du prix élevé résultant, l'intérêt dans l'élément gallium et sa chimie était faible.
La découverte des propriétés semi-conductrices des composés du gallium a accru l'intérêt de l'élément.
En 2024, la consommation mondiale de gallium était estimée à 600 tonnes par an. Le consommateur le plus important est l'industrie électronique et semi-conducteur.
Environ trois quarts du gallium sont utilisés pour la production de galium nitride (GaN) et de galium arsenide (GaAs). GaAs et GaN surpassent le silicium comme matériau semi-conducteur en ce qui concerne la vitesse, la résistance à la chaleur et l'efficacité énergétique.
Les wafers GaAs sont utilisés dans les puces de radio mobiles 5G et 6G, les systèmes de satellites et radars et dans l'optoélectronique (DEL, diodes laser, cellules solaires).
Appareils de recharge rapide, inverseurs pour véhicules électriques, data centers, fibre de verre et
Les systèmes de défense comme les radars utilisent des semi-conducteurs GaN.
Des quantités plus petites de gallium sont également utilisées en médecine et en recherche.
Le gallium est un sous-produit de la production d'aluminium et de zinc. La bauxit et la sphalérite sont donc les minéraux les plus importants. À Gallium, le monopole de la Chine est particulièrement visible. Le pays contrôle entre 80 et 95 pour cent de la production. Le premier fabricant de gallium est China Germanium, une filiale de Yunnan Chihong Zinc & Germanium, et le groupe d'aluminium d'état Chinalco.
En 2015, la société Ingal Stade, basée en Allemagne, était le plus grand producteur de gallium en dehors de la Chine. Mais en 2016 la société a été résilie.
Les cristaux liquides de composés organiques sont utilisés comme substituts de gallium dans les LEDs dans les écrans optiques.
Les amplificateurs de puissance semiconducteurs à base de silicium sont en concurrence avec les amplificateurs de puissance GaAs dans les téléphones mobiles de la classe moyenne de prix de la troisième génération (3G).
Les composants de phosphide indium peuvent remplacer les diodes laser infrarouges à base de GaAs dans certaines applications par des longueurs d'onde spécifiques, et les lasers à ondes hélium rivalisent avec les applications GaAs avec des diodes laser visibles.
Le silicone est le principal concurrent des GaAs dans les applications solaires de cellules.
Dans de nombreuses applications de défense, les circuits basés sur GaAs et GaN sont utilisés en raison de leurs propriétés uniques, pour lesquelles il n'a pas d'efficacité Il y a des substituts.