Gallium

Gallium-Legierungen und Galliumverwendung

Das Hauptanwendungsgebiet von Gallium (meist als Gallium-Arsen Verbindung ) ist die Halbleitertechnik und Optoelektronik. Die Verwendung in Leuchtdioden (LED) ist dabei eins der wichtigsten und schnellstwachsenden Anwendungsgebiete. Der Markt allein für GaN-LEDs hat von 2009 bis 2013 (Hochrechnung Stand Juni 2013) seinen Umsatz auf 100 Millarden LEDs verdoppelt. Laserdioden, Transistoren und Solarzellen werden ebenfalls unter Verwendung von Gallium bzw. Gallium-Arsenverbindungen hergestellt. Der niedrige Schmelzpunkt Galliums wird in verschiedenen galliumhaltigen Legierungen (z.B. mit Zinn oder Indium) genutzt.

Der Schmelzpunkt der niedrigstschmelzenden durch uns lieferbaren Gallium–Indium–Legierung (Gallium ca. 75 %) liegt bei nur 10 - 11 °C. Galliumlegierungen dienen z.B. zum Ersatz von Quecksilber in Fieberthermometern. Andere niedrigstschmelzende Legierungen auf Gallium - Indium Basis können die, auch niedrigschmelzende aber nicht ungefährliche, NaK Legierung (Natrium-Kalium Basis) ersetzen.

Eine weitere potentielle Verwendung von Gallium könnte in der Kühlung von Computerprozessoren liegen. Gallium–Legierungen könnten als Kühlmittel dienen. Wegen des hohen Siedepunktes von Gallium wäre Gallium oder eine Galliumlegierung in der Lage auch hohe Energien zu transportieren.

Reines Gallium wird in der Hochtemperatur-Thermometerherstellung wegen seines hohen Siedepunktes genutzt. Gallium dient wegen seiner benetzenden Eigenschaft und der sehr guten Reflektionsfähigkeit auch der Herstellung von Hochleistungsspiegeln. Man bekommt fast den Eindruck, für Gallium werden ständig neue Anwendungsmöglichkeiten ins Visier genommen.

Besondere Eigenschaften

Gallium zeichnet sich nicht nur durch seinen niedrigen Schmelzpunkt (Gallium schmilzt bei höheren Zimmertemperaturen), sondern auch durch einen Siedepunkt von 2403 °C aus. Damit hat es den größten Flüssigkeitsbereich aller Metalle. Gallium dehnt sich beim Erstarren wie z.B. Wismut oder Wasser aus. Gallium sieht frisch vergossen silbrig glänzend aus.

Gallium: Historie, Vorkommen und Produktion

Gallium wurde 1875 von Lecop entdeckt. Gallium kommt in Gallit, Germanit und Renerit zu max. 1% vor. Kommerziell wird Gallium allerdings derzeit im Wesentlichen aus Bauxit (mit 0,1 % Gallium-Anteil) gewonnen. Die Weltjahresproduktion an Primär-Gallium lag laut verschiedenen Quellen bei ca 400 t Gallium. Der chinesische Anteil daran wird mit 70% angegeben.

Eine wichtige Rolle spielt Recycling von Gallium aus Galliumschrotten bzw Galliumrückständen, allerdings ist dies als sogenannter "Innhaus-Schrott" statistisch nicht gut zu erfassen und teilweise schon in den 400 t enthalten. Gallium Metall wird nicht an einer allgemein anerkannten Börse gehandelt. Der aktuelle Gallium Preis ist von Konjunktur bzw. Nachfrage, möglicher Produktionsmenge und Markt Erwartungen abhängig. Sollte die Nachfrage nach Produkten die Gallium beinhalten (s.O. z.B. LED), wie vielfach angenommen wird, stark steigen erhöht sich die Chance das der Galliumpreis steigt.