Indium er et skinnende sølvfarvet metal, der er så blødt og formbart, at det kan ridses med en negle og bøjes i næsten enhver form. I naturen er indium ret sjældent og findes næsten altid som et sporstof i andre mineraler — især i Sink og bly — hvorfra det typisk opnås som et biprodukt. Dens anslåede overflod i jordskorpen er 0,1 dele pr.million (ppm) — lidt mere rigelig end sølv eller kviksølv, ifølge Royal Society of Chemistry.
Indium har et lavt smeltepunkt for et metal: 313.9 grader Fahrenheit (156,6 grader Celsius). Ved noget over denne temperatur brænder det med en violet eller indigo flamme. Indiums navn stammer fra det strålende indigo-lys, det viser i et spektroskop.
bare fakta
- atomnummer (antal protoner i kernen): 49
- Atomsymbol (på elementernes periodiske tabel): i
- atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 114.8.8
- densitet: 7.31 gram pr.kubikcentimeter
- fase ved stuetemperatur: fast
- smeltepunkt: 313,88 grader F (156.6 grader C)
- kogepunkt: 3.761, 6 F (2.072 C)
- Antal isotoper (atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 35 hvis halveringstider er kendt; 1 stabil; 2 naturligt forekommende
- mest almindelige isotop: I-115
Discovery
Indium blev opdaget i 1863 af den tyske kemiker Ferdinand Reich ved Freiberg School of Mines i Tyskland. Reich studerede en prøve af en mineralblanding, som han troede kunne indeholde det nyligt opdagede element thallium. Efter stegning af malmen for at fjerne det meste af svovlet påførte han saltsyre på de resterende materialer. Han observerede derefter et gulligt fast stof vises. Han mistænkte, at dette kunne være sulfid af et nyt element, men da han var farveblind, bad han medtysk kemiker Hieronymous T. Richter om at undersøge prøveens spektrum. Richter bemærkede en strålende violetfarvet linje, som ikke matchede spektrallinjen for noget kendt element.
i samarbejde isolerede de to forskere en prøve af det nye element og annoncerede sin opdagelse. De navngav det nye element indium, efter det latinske ord indicum, der betyder violet. Desværre blev deres forhold surt, da Reich lærte, at Richter havde hævdet at være opdageren, ifølge Royal Society of Chemistry(RSC).
bruger
mere end et århundrede efter indiums opdagelse lå elementet stadig i relativ uklarhed, da ingen vidste, hvad de skulle gøre med det. I dag er indium afgørende for verdensøkonomien i form af Ito. Dette skyldes, at ITO stadig er det bedste materiale til at udfylde det voksende behov for LCD ‘ er (flydende krystalskærme) i berøringsskærme, fladskærms-tv og solpaneler.
ITO har flere egenskaber, der gør den perfekt til LCD ‘ er og andre fladskærme: den er gennemsigtig; leder elektricitet; klæber stærkt til glas; modstår korrosion; og er kemisk og mekanisk stabil.
ITO bruges også ofte til at fremstille tynde belægninger til glas og spejle. Når det for eksempel er belagt over forruderne på fly eller biler, giver ITO glasset mulighed for at AFIS eller de-tåge, og det kan reducere kravene til klimaanlæg.
den stigende efterspørgsel efter LCD-skærme har øget indiums priser betydeligt i de senere år, ifølge RSC. Genanvendelse og produktionseffektivitet har dog bidraget til at skabe en god balance mellem udbud og efterspørgsel.
Indium bruges ofte til at fremstille legeringer og kaldes ofte “metal vitamin”, hvilket betyder, at små niveauer af indium kan gøre en drastisk forskel i en legering, ifølge RSC. For eksempel gør det meget sværere at tilføje små mængder indium til guld-og platinlegeringer. Indiumlegeringer bruges til at belægge lejerne på højhastighedsmotorer og andre metaloverflader. Dens lavsmeltende legeringer bruges også i sprinklerhoveder, branddørsforbindelser og smeltelige stik.
Indium metal forbliver usædvanligt blødt og formbart ved meget lave temperaturer, hvilket gør det perfekt til brug i værktøjer, der er nødvendige under ekstremt kolde forhold, såsom kryogene pumper og højvakuumsystemer. En anden unik kvalitet er dens klæbrighed, hvilket gør den meget nyttig som loddemetal.
Indium bruges til fremstilling af forskellige elektriske apparater, såsom ensrettere (enheder, der konverterer en vekselstrøm til en direkte), termistorer (en elektrisk modstand afhængig af temperatur) og fotoledere (enheder, der øger deres elektriske ledningsevne, når de udsættes for lys).
kilde & overflod
Indium findes sjældent ikke-kombineret i naturen og findes typisk i jern, bly og kobbermalm. Det er det 61. mest almindelige element i jordskorpen og omkring tre gange mere rigeligt end sølv eller kviksølv, ifølge US Geological Survey (USGS). Det anslås at udgøre omkring 0,1 dele pr. Efter vægt anslås indium at være 250 dele pr. Naturligt indium er en blanding af isotoperne i-115 (95,72 procent) og i-113 (4,28 procent), ifølge Encyclopaedia Britannica.
de fleste kommercielle indium kommer fra Canada og er omkring 75 tons om året. Metalreserverne anslås at overstige 1.500 tons. Kultiverede jordarter viser sig undertiden at være rigere på indium end ikke-dyrkede jordarter med nogle niveauer så høje som 4 ppm, ifølge Lenntech.
Hvem vidste det?
- Indium metal afgiver et højt “skrig”, når det er bøjet. I lighed med” tin cry ” lyder dette skrig mere som en knitrende lyd.
- Indium ligner gallium, idet det let fugter glas og er meget nyttigt til fremstilling af lavsmeltende legeringer. En legering bestående af 24 procent indium og 76 procent gallium er flydende ved stuetemperatur.
- den første store indium-applikation var en belægning til lejer i højtydende flymotorer i Anden Verdenskrig, ifølge USGS.
- prøver af ikke-kombineret indiummetal er fundet i en region i Rusland, ifølge Lenntech.
bedre batterier
Indium coating kunne en dag føre til mere kraftfulde og længerevarende genopladelige lithiumbatterier, ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet. Indium-belægningen ville tilbyde en mere ensartet deponering af lithium under opladning, buffer eventuelle negative sidereaktioner og øge opbevaringen.
et lithium-ion-batteri er en type genopladeligt batteri, der ofte bruges i bærbare teknologier, såsom mobiltelefoner og bærbare computere. Under afladning bevæger lithiumionerne sig fra den negative elektrode (anode) til den positive elektrode (katode). Mens batteriet oplades, bevæger lithiumionerne sig i den modsatte retning — den negative elektrode bliver katoden, og den positive elektrode bliver anoden.
i øjeblikket bruger lithium-ion-batterier anoder lavet af grafit, der bruges til at opbevare lithium, når batteriet oplades. Et lovende alternativ til at bruge grafit ville være metalliske anoder — såsom lithiummetal — som kunne tilbyde meget større lagerkapacitet. Et stort problem med at bruge metalliske anoder er imidlertid, at der er en ujævn aflejring af metallet, mens batteriet oplades. Dette fører til dannelsen af dendritter (en krystalmasse med en forgrenende trælignende struktur). Efter langvarig brug vokser disse dendritter så store, at de kortslutter batteriet.
et andet problem med metalliske anoder er, at de forårsager uønskede sidereaktioner mellem de reaktive metalelektroder og elektrolytten (det materiale, der tillader elektricitet at strømme mellem positive og negative elektroder). Disse reaktioner kan reducere batteriets levetid betydeligt.
forskere fra Rensselaer Polytechnic Institute og Cornell University har introduceret et nyt alternativ: belægning af lithium i en indium saltopløsning. Indiumlaget er ensartet og selvhelende, når elektroden er i brug. Dens kemiske sammensætning forbliver den samme, og den forbliver intakt under opladnings-/afladningscyklusser, hvilket forhindrer sidereaktioner, ifølge undersøgelsens pressemeddelelse i Science Daily. Dendritter elimineres også, så overfladen forbliver glat og kompakt.