Galyum atom numarası 31 olan ve sembolü Ga olan kimyasal bir elementtir. Standart sıcaklık ve basınç altında yumuşak ve grimsi mavi renktedir ancak sıvı halinde ise gümüşi beyaz renkte olmaktadır. Periyodik tabloda 13. Grup içinde yer almaktadır ve alüminyum, indiyum ve talyum ile benzer özellikler göstermektedir. Doğada kendiliğinden oluşmayan galyum, çinko ve boksit elementlerinin içinde eser miktarda bulunmaktadır.
Bu element 29,76 dereceden daha büyük derecelerde yani oda sıcaklığının üstündeki derecelerde sıvı halde bulunmaktadır. Şöyle ki, insan bedeninin sıcaklığı 37 derece olduğundan dolayı galyumu elimize aldığımızda eriyecek ve elimizden akacaktır. Galyum alaşımı genellikle termometrelerin yapımlarında nontoksik olarak ve çevre dostu element olan civanın alternatifi olarak kullanılmaktadır. Sıcaklığa karşı cıvadan daha fazla direnç gösterebilmektedir. Oda sıcaklığından 19 derece daha aşağı derecelerde yada suyun donma noktasındaki derecelerde galinstan alaşımı olarak bilinmektedir. Donma reaksiyonu gösterdiği için metal formunda gözlenebilmektedir. Galyum’un keşfedildiği yıl 1875 yılından bu yana düşük ergime sıcaklığı yüzünden alaşım yapımında kullanılmaktadır.
Bu element ağırlıklı olarak elektronik aletlerin içinde kullanılmaktadır. Genellikle elektronik aygıtların içinde arsenik ile galyum elementinin birleşimi olan galyum-arsenit olarak kullanılmaktadır. Mikrodalga devrelerde ve yüksek hızlı anahtar devrelerinde galyum-arsenit olarak kullanılır ve yarı iletken olan galyum-nitrit haliyle diyot lazerler ve mavi viole LED ışıklarda kullanılmaktadır.
Fiziksel Özellikleri
Galyum doğada bulunmamaktadır ancak eritme işlemi uygulanarak kolaylıkla elde edilebilmektedir. Katı hale getirildiğinde %3.1 oranında yayılmaktadır. Herhangi bir cam fanus yada metal bir kap içinde saklanamamaktadır. Bu kimyasal element fiziksel durumunu değiştirdiğinde kaplar veya fanuslar kırılabilmektedir. Galyumun su, silisyum, germanyum, antimon, bizmut ve plütonyum ile birlikteyken sıvı halde bulunduğu ve yüksek sıvı yoğunluğunda olduğu bilinmektedir.
Bu element diğer metallere karşı saldırgan yapıda bulunmaktadır. Metal kafesin içine doğru yayılma göstererek karşılaştığı metalin yapısında değişiklik yapabilmektedir. Özellikle alüminyum-çinko ve çeliklerin dış kristallerine yayılarak materyallerin kırılgan olmasına sebep olmaktadır. Elde eriyen bu ilginç element bir çok metal ile kolaylıkla alaşım oluşturabilmektedir. Erime noktası 29,746 derece olarak belirlenmiştir.
Bu nadide element sezyum, rubidyum ve cıva ile birlikte normal oda sıcaklığında veya yakınında sıvı halde olduğu bilinen dört radyoaktif olmayan metalden biridir. Bu dört element arasında, ne rubidyum ve sezyum gibi yüksek derecede reaktif ne de cıva gibi yüksek derecede toksikdir. Bu yapısından dolayı metal-cam yüksek sıcaklık termometrelerinde kullanılabilen nadir elementlerdendir. Ayrıca, metal için en büyük sıvı aralıklarından birine sahip olması ve yüksek sıcaklıklarda düşük bir buhar basıncına sahip olması galyumu dikkat çekici kılmaktadır. Galyum’un kaynama noktası 2400 °C’dir.
Üretimi
Galyum, diğer metallerin cevherlerinin işlenmesi sırasında sadece bir yan ürün olarak elde edilir. Ana malzemesi, alüminyumun baş cevheri olan boksittir, ancak küçük miktarlarda sülfirik çinko cevherlerinden de ayrıştırılabilmektedir.
Bayer işleminde boksitin alüminaya işlenmesi sırasında, galyum elementi sodyum hidroksit liköründe birikmektedir. Galyum buradan çeşitli yöntemlerle çıkarılabilir. En çok kullanılan yöntem iyon değişim akındırığının kullanılmasıdır. Elde edilebilir çıkarma verimliliği yem boksitinde ki ana derişime bağlıdır. Galyum çözelti içinde iyon değişim reçinesinden çıkarılır. Elektroliz işleminden sonra galyum metali elde edilir. Yarı iletken kullanım için, bir eriyikten bölge eritme veya tek kristal ekstraksiyonu ile daha da saflaştırılır. 2016 yılı araştırmalarına göre düşük dereceli galyum için ortalama fiyat 120 dolardır. 2017 yılı araştırmalarına göre ise bu rakam 135-140 dolar arasına kadar çıkmıştır.
2017 yılında galyum üretimi 2016 yılına göre %15’lik artış göstermiş ve 315 ton olarak gerçekleşmiştir. Üretimde öncü ülkeler Çin, Japonya, Güney Kore, Rusya ve Ukrayna gibi çoğu Asya kıtasından ülkelerdir. En büyük üretici ise Çin’dir. 2017 yılında 300 ton üretim yapan Çin, bu üretimin büyük çoğunluğuyla LED üretimi gerçekleştirmiştir.
Yorumlar