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第四代半导体材料:比锂稀缺100倍,中国储量世界第一!
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有一种元素比锂稀缺100倍,而我国储量排名世界第一,并且光伏和半导体都离不开,令西方十分眼馋,这就是有工业味精之称的锑。
锑的元素符号是Sb。别的元素符号也许记不住,但这个元素符号,相信大家一定能记住。锑在地壳中的丰度,是千万分之2到5,锂在地壳中的丰度,是十万分之6.5。所以锑的稀缺程度,差不多是锂的100倍。中国锑储量大约48万吨,占全球24%,排名第一。
咱之前说过的钨,是布氏硬度最高的金属,那今天这个锑,又有什么特性呢?首先它并不硬,甚至还很脆,没有延展性。但它有一个很独特的性质,就是热缩冷胀。一般的物质,都是热胀冷缩,比如水银,温度计就是利用了水银热胀冷缩的性质。但锑非常另类,它是热缩冷胀,就是冷的时候体积大,热的时候体积小。
那么它有什么用呢?只能说用途非常广,要不怎么叫工业味精呢。比如铅字印刷术,在浇筑铅字时加点儿锑,利用锑冷却膨胀的特性,可以让铅字在模具里充分膨胀,脱模后文字线条会非常清晰。同时,虽然锑本身很脆,但与铅组成合金后,却变的坚硬且耐磨。
人类对锑的使用其实非常早,最早据说是在公元前3100年的埃及。当时埃及人拿三硫化二锑当眼影粉用,他们应该不知道,这玩意儿是有毒的,属于三类致癌物。中国对锑的使用也非常早,在《史记》中就有记载。不过古人没有元素的概念,就把锑当成了锡,称为连锡。《史记》记载:“长沙出连锡”。虽然搞错了名字,但司马迁有一点没搞错,那就是中国的锑主要产自湖南。
湖南的锑储量,占了中国的25%。中国的锑储量,差不多也占世界的25%。所以可认为湖南的锑储量,占了全球的十六分之一。湖南是毛爷爷的故乡,不得不说,这地方真是人杰地灵。
到了现代,锑主要被用作阻燃剂。还有前面说的,可以和铅做成锑铅合金。除了铅,也可以和锡铜做合金,都能提高硬度和耐磨度。而在高科技领域,锑的用途就更广泛了。在医药上,可以用来治疗血吸虫病和黑热病。在半导体领域,可以做二极管和霍尔传感器。同时锑化镓也属于第四代半导体材料。另外金刚石也是第四代半导体材料,中国是锑储量最大的国家,也是人造金刚石产量最大的国家,所以在第四代半导体的原材料上,咱至少是领先了。
最后说说光伏。光伏组件需要用到光伏玻璃。光伏组件要想发电效率高,光伏玻璃必须透亮,要是雾蒙蒙的肯定没法用。那怎么让玻璃透亮呢?答案是用澄清剂。光伏玻璃用的澄清剂就是锑化物,确切说是焦锑酸钠。
所以锑这种元素,真是当之无愧的工业味精,半导体和光伏两大现代产业都离不开。而老天爷也非常够意思,锑矿在中国放的比较多,这才让我们少了一个卡脖子项目。如今锡、钨、锑、稀土四种矿物,已经被我国列为四大战略资源。这四大战略资源里,钨和锑咱都说过了,还剩下锡和稀土,有机会再给大家说吧!
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