Hochreines Indium / In / 49
Indium – Verwendung und Preise
Die Chemiker Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter untersuchten 1863 spektroskopisch verschiedene Erze in der Hoffnung, das Element Thallium zu finden. Die charakteristischen grünen Emissionslinien von Thallium waren nicht vorhanden, aber stattdessen wurde eine hellblaue Spektrallinie festgestellt. Es war kein Element bekannt, das eine solche Linie erzeugte, daher nahmen sie korrekterweise an, dass ihre Proben ein neues Element enthielten. Sie nannten das hypothetische neue Element Indium aus dem Indigo seiner Spektrallinie, und Richter isolierte im folgenden Jahr reines Indiummetall.
Indium Metall
Indium beschritt von der ersten Entdeckung bis zur kommerziellen Relevanz einen äußerst langsamen Weg. In den ersten siebzig Jahren nach seiner Entdeckung war es vor allem eine Kuriosität. Eine Probe des Metalls wurde 1867 auf der Weltausstellung vorgestellt, aber bis Ende der 1920er Jahre gab es keinen größeren Indiumabbau. Diese Operationen wurden nur eingeleitet, weil sich mehrere Chemiker für die Verwendung von Indium als härtende Oberflächenbehandlung für Eisenmetalle interessierten und herausfanden, dass sie, um mit dieser Idee zu experimentieren, selbst eine Metallquelle entwickeln mussten. Die erste großtechnische Anwendung des Metalls war die Beschichtung von Lagern in Hochleistungsmotoren von Flugzeugen. Diese und einige Nischenlegierungen waren jedoch die einzigen Nachfrageträger für das Metall, bis es ab 1952 in der Halbleitertechnologie zum Einsatz kam. Nach diesem Zeitpunkt stieg die Produktion allmählich an, da weiterhin Anwendungen für das Metall sowohl in Legierungen als auch in Verbindungshalbleitern entwickelt wurden.
Seit 1992 hat eine einzige halbleitende Verbindung den größten Anteil an der Nachfrage nach Indium: Indiumzinnoxid (ITO). Wenn ITO in einem dünnen Film auf eine Oberfläche aufgebracht wird, erzeugt es eine optisch transparente leitfähige Beschichtung, die es ermöglicht, als transparente Elektrode in elektronischen Geräten zu dienen. Transparente Elektroden sind für das Design von Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Plasmabildschirmen und Touchscreen-Geräten von entscheidender Bedeutung. ITO wird auch zum Beschichten von Flugzeugwindschutzscheiben verwendet, die dann bequem aufgetaut werden können, wenn ein Strom über die leitende Folie fließt, und ist außerdem in organischen LEDs, Solarzellen, Natriumdampflampen, Antistatikbeschichtungen, Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen und dergleichen enthalten Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen.
Einige andere Halbleiter auf Indiumbasis haben wichtige Anwendungen, obwohl sie bei dem hohen ITO-Volumen nicht verwendet werden. Die meisten Indiumhalbleiter, einschließlich Indiumarsenid, Indiumphosphid, Indiumnitrid, Indiumantimonid und vieler Legierungen davon mit anderen halbleitenden Verbindungen, zeichnen sich durch ihre hohe Elektronenbeweglichkeit aus und sind daher in der Hochfrequenzelektronik wie Hochfrequenztransistoren zu finden . Darüber hinaus weisen diese Materialien im Allgemeinen direkte Bandlücken auf, wodurch sie für optoelektronische Bauelemente wie LEDs, Laser, Dünnschichtsolarzellen, Strahlungsdetektoren und integrierte optische Schaltkreise geeignet sind. Der Verbindungshalbleiter Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) ist eines der wenigen Materialien, die derzeit kommerziell zur Herstellung von Dünnschicht-Photovoltaik-Bauelementen verwendet werden. Darüber hinaus werden viele Indium-Halbleiter auf ihre mögliche Verwendung in neuartigen nanotechnisch hergestellten Formen wie Quantenpunkten und Nanodrähten untersucht.
Außerhalb der Verwendung in Halbleitern findet sich Indium hauptsächlich als Metall, entweder allein oder in Legierungen, üblicherweise in Anwendungen, bei denen sein niedriger Schmelzpunkt ausgenutzt wird. Indium kann zur Herstellung von Legierungen wie Galistan verwendet werden, die bei Raumtemperatur flüssig sind und Quecksilber in Anwendungen wie Thermometern ersetzen können. Indiumlegierungen werden häufig in Dichtungen für Tieftemperaturanwendungen verwendet, da sie bei niedrigen Temperaturen formbar und duktil bleiben. Indiumhaltige Lote haben dank der immer strengeren Verwendungsbeschränkungen für Blei, einem anderen Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, das einst in den meisten Niedertemperaturloten zu finden war, an Bedeutung gewonnen. Zusätzlich kann Indium in Druckgusslegierungen und in thermischen Grenzflächenmaterialien gefunden werden.
Zwei Nischenverwendungen von Indium sind ebenfalls bemerkenswert. In der Indium-Leukozyten-Bildgebung wird ein Radioisotop von Indium verwendet, um die weißen Blutkörperchen im Körper zu verfolgen und Infektionsherde zu identifizieren. Indium ist auch Bestandteil von Kontrollstäben, die in Kernreaktoren verwendet werden, wo es neben Silber und Cadmium überschüssige Neutronen absorbiert.
Indium Welt Produktion
Indium ist nicht besonders selten – es ist ungefähr so häufig wie Quecksilber -, aber es gibt keine wirtschaftlich bedeutenden Indiumerzmineralien. Das Metall muss daher aus anderen Metallerzen gewonnen werden, wo es in Spuren vorkommt, und wird heute am häufigsten aus Nebenprodukten des Zinkabbaus gewonnen. Indium wird zunehmend aus Abfällen gewonnen, die durch das ITO-Sputterverfahren entstehen, und sogar direkt aus LCD-Ausschuss-Panels. Diese Recyclinganstrengungen variieren in Abhängigkeit von der Effizienz des Prozesses und den aktuellen Metallpreisen in der wirtschaftlichen Machbarkeit, weshalb ihre Verwendung von Land zu Land und von Jahr zu Jahr stark variiert. Die Besorgnis über die Erschöpfung der weltweiten Indiumressourcen hat zu einem erheblichen Interesse an der Entwicklung alternativer transparenter Elektrodenmaterialien geführt, die ITO in der Elektronik ersetzen sollen.
