鎵元素是一種很稀有的化學元素，符號為Ga，原子序數為31，屬于元素周期表中的第13族，該族中還包括鋁、銦和鉈。
金屬鎵是一種銀色軟金屬
金屬鎵的物理特性
作為一種金屬元素，鎵元素在20℃的標準大氣壓下是一種柔軟的銀色金屬，但是金屬鎵的熔點非常低，只有29.7646℃，也就是說如果將一塊金屬鎵放在手心的話，人體體溫就足以將它融化。
雖然金屬鎵的熔點很低，但是它的沸點卻很高，達到了2400℃。室溫狀態下固體金屬鎵的密度大約為5.91克/立方厘米，室溫狀態下液體金屬鎵的密度大約為6.095克/立方厘米。
鎵元素的熔點低于人體體溫，所以手心溫度就能融化它
金屬鎵是一種無毒材料，但是它的幾種化合物卻是有毒的。
金屬鎵的化學性質
在室溫體檢下，金屬鎵不會和空氣或水發生反應，因為它會在表面形成一層鈍態的保護性氧化層。但是在較高溫度下，金屬鎵會和空氣中的氧氣反應形成氧化鎵。
在1050℃的高溫下，金屬鎵還會和氨發生反應從而形成氮化鎵(GaN)，這是一種很重要的化合物，相信大家都聽說過氮化鎵充電器。
強酸和強堿都能夠溶解金屬鎵。總的來說，金屬鎵的化學特性和同族的鋁元素有一定的相似性。
金屬鎵的儲量數據
在自然界中，鎵并不能以游離元素的形態存在，有一些含鎵量很高的礦物，比如鎵石(CuGaS2)，但是這種礦物太過于稀少，所以不具備開采利用價值。
地殼中的鎵元素豐度約為16.9ppm，這個含量其實不算太少，和鉛、鈷和鈮的地殼豐度差不多。然而與這些元素不同的是，鎵元素不會形成自己的礦床。而在鋅礦石和鋁礦石中，鎵元素的濃度大約是50ppm，還是非常低的，不具備開采價值。
但是好在可以將鎵元素當做是鋅礦和鋁礦的副產品來提取。根據統計全世界鋁土礦和鋅礦中大約有100萬噸鎵元素，此外一些煙煤中也含有鎵元素，因此，鎵元素的產量其實主要取決于鋁礦、鋅礦和煙煤的產量多少，特別是產量巨大的鋁礦是金屬鎵的主要來源。
鎵元素是作為鋁礦副產品被提煉的
金屬鎵的產量數據
前面說了，鎵元素主要存在于鋁土礦、鋅礦和煙煤中，每年鋁土礦中能夠提取的金屬鎵總量可以達到2100噸，從硫化鋅礦石中提取的金屬鎵產量大約為85噸，而從煙煤中提取的金屬鎵產量為590噸。
當然，以上的數據是理論中可以提取的鎵元素，但是實際上在2016年全世界只生產了大約375噸金屬鎵。低品位的金屬鎵的單價為120美元/千克。
這其中我國是世界上最大的金屬鎵產國，大約占全世界金屬鎵產量的80%~95%。
金屬鎵的重要用途
金屬鎵主要應用在半導體行業中，大約有98%的金屬鎵用在這個行業中，剩下的2%的金屬鎵還被應用在合金制造、生物醫學等行業中。
極高純度(>99.9999%)金屬鎵可用于半導體行業。2007年，電子元件中使用的砷化鎵（GaAs）和氮化鎵（GaN）約占美國鎵消費量的98%。美國約66%的半導體鎵用于集成電路（主要是砷化鎵），例如用于手機低噪聲微波前置放大器的超高速邏輯芯片和MESFET的制造。其中約20%的鎵用于光電領域。
在全球范圍內，砷化鎵占全球鎵年消費量的95%。2016年這一數字達到75億美元，其中53%來自手機，27%來自無線通信，其余來自汽車、消費、光纖和軍事應用。
砷化鎵和氮化鎵也存在于各種光電器件中，2015年市場份額為153億美元，2016年市場份額為185億美元。砷化鋁鎵(AlGaAs)用于高功率紅外激光二極管。半導體氮化鎵和氮化銦鎵用于藍色和紫色光電器件，主要是激光二極管和發光二極管。例如，氮化鎵405nm二極管激光器用作更高密度藍光光盤緊湊數據光盤驅動器的紫色光源。
鎵元素在半導體行業中應用非常廣泛
氮化鎵的其他主要應用包括有線電視傳輸、商業無線基礎設施、電力電子和衛星。僅GaN射頻器件市場2016年估計為3.7億美元。
為衛星電力應用而開發的多結光伏電池是通過砷化鎵、磷化銦鎵或砷化銦鎵薄膜的分子束外延或金屬有機氣相外延制成的。火星探索漫游者和幾顆衛星在鍺電池上使用三結砷化鎵。鎵也是光伏化合物（例如銅銦鎵硒硫化物Cu(In,Ga)(Se,S)2）的一種成分，用于太陽能電池板，作為晶體硅的經濟高效替代品。
總的來說，金屬鎵是一種相對小眾，但是卻必不可少的工業材料，特別是在半導體行業中的應用非常廣泛，而它通常只能作為副產品從鋁土礦中被提煉出來，而我國是世界最大的鋁提煉國家，所以我國具有大規模生產金屬鎵的天然優勢。
轉載自頭條號：發現農業。（侵刪）
