أنواع سبائك الإنديوم وتطبيقاتها
الإنديوم ومعادن الإنديوم
الإنديوم فلز لين نادر رقمه الذري 49. وله درجة انصهار منخفضة تبلغ 156.6 درجة مئوية. المعدن قابل للطرق والسحب. له مظهر فضي. يلعب الإنديوم دورًا في الإلكترونيات والبصريات. ويوجد بكميات صغيرة في خامات الزنك. تستخدم العديد من العمليات في الصناعة الإنديوم لأنه يعمل بشكل جيد مع المعادن الأخرى. وقد أظهرت خبرتي في كل من الكيمياء والهندسة مدى تميز الإنديوم.
أنواع سبائك الإنديوم
هناك عدة أنواع من سبائك الإنديوم ذات خصائص مميزة. ويجد كل نوع منها مكانه الخاص في الصناعة. إحدى السبائك الشائعة هي إنديوم القصدير. تُستخدم هذه السبيكة في اللحام بدرجة حرارة منخفضة للغاية. ويوفر مزيجها ترطيبًا ممتازًا على الأسطح. وهناك سبيكة أخرى هي الإنديوم-الفضة. وتستخدم هذه السبيكة في التوصيلات الإلكترونية عالية الموثوقية. والنوع الثالث هو الإنديوم-الغاليوم. يمكن أن يبقى هذا المزيج سائلاً في درجة حرارة الغرفة. وغالباً ما يستخدم في الروبوتات اللينة والإلكترونيات المرنة.
وغالباً ما تختلط سبائك الإنديوم مع معادن أخرى. وفي بعض الأوساط الصناعية، تحتوي سبائك الإنديوم على النحاس أو الذهب. ويتم اختيارها لتحسين التوصيل الكهربائي ومقاومة التآكل. يذكرني عملي الطويل في مجال الميكانيكا أن مثل هذه السبائك كانت مهمة في تشكيل ملامسات متينة في الأجزاء الإلكترونية.
اقرأ المزيد: الإنديوم: خصائص العنصر واستخداماته
التطبيقات والاستخدامات
تُقدَّر سبائك الإنديوم في العديد من المجالات. اللحام بدرجة حرارة منخفضة هو أحد الاستخدامات الرئيسية. سبائك الإنديوم-القصدير شائعة في توصيل المكونات الحساسة على لوحات الدارات الكهربائية. كما أن الإنديوم ضروري في شاشات العرض المسطحة. ويستخدم المعدن في الشاشات التي تعمل باللمس ولوحات LCD. وفي صناعة الطاقة الشمسية، يعد الإنديوم جزءًا من سيلينيد الإنديوم الغاليوم النحاسي. وتستخدم هذه السبيكة في الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عالية الكفاءة.
تستفيد مواد الواجهة الحرارية من استخدام سبائك الإنديوم. تساعد نقطة الانصهار المنخفضة للإنديوم على ملء الفراغات في التلامس بين الأسطح. وهذا يؤدي إلى تبادل حراري أفضل في أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات عالية الأداء. وفي مجال الفضاء والدفاع، تعمل سبائك الإنديوم كمواد ربط مهمة. فهي تحافظ على سلامتها حتى عند تعرضها لدرجات الحرارة القصوى.
كما أثار استخدام سبائك الإنديوم في الإلكترونيات المرنة اهتماماً كبيراً. حيث تسمح طبيعتها القابلة للسحب والتوصيل الموثوق بها بإنشاء دوائر قابلة للانحناء. وهذا يجعلها مثالية للتكنولوجيا القابلة للارتداء والأجهزة الطبية. وتتطلب هذه التطبيقات كلاً من القوة والمرونة.
اقرأ المزيد: تطبيقات الإنديوم عبر الصناعات: نظرة عامة شاملة
جدول ملخص
|
نوع السبيكة |
التركيب |
درجة الانصهار (درجة مئوية) |
الخواص الرئيسية |
التطبيقات النموذجية |
|
الإنديوم-الجاليوم (مثل جالينستان) |
~68% جا ~22% إنديوم-غالينستان ~10% سن |
~-19 |
سائل في درجة حرارة الغرفة، غير سام، وقابلية عالية للبلل |
موازين الحرارة، سوائل نقل الحرارة، الروبوتات اللينة |
|
إنديوم-قصدير (مثل In-52Sn) |
52% إن، 48% سن |
~118 |
ترطيب جيد، لحام ناعم |
لحام الزجاج والسيراميك والواجهات الحرارية |
|
إنديوم-فضي |
مزيج متغير من In-Ag |
>140 |
موصلية عالية، رابطة ميكانيكية قوية |
الإلكترونيات عالية الموثوقية، لحام الفضاء الجوي |
|
إنديوم-بزموت (على سبيل المثال In-57Bi) |
~57% ثنائي البولي إيثيلين، ~26% إن، والتوازن Sn/Pb |
~79-100 |
منخفض الانصهار، سهل الانصهار، جيد للأجزاء الحساسة |
وصلات قابلة للانصهار، لحام بدرجة حرارة منخفضة |
|
إنديوم-كادميوم |
~50-60% إنديوم-كادميوم ~50-60% في، التوازن Cd |
~150-200 |
التدريع الإشعاعي، ضغط بخار منخفض |
التدريع النووي والفضائي والدرع بالأشعة السينية |
|
إنديوم-رصاص |
متفاوتة |
~120-200 |
اللحام اللين التقليدي (أقل شيوعًا الآن بسبب RoHS) |
الإلكترونيات القديمة، وموانع التسرب الفراغية |
|
إنديوم-زنك |
~90% إن، ~10% زنك |
~150 |
مقاومة التآكل، ربط الأكسيد |
ختم الزجاج، الترابط بين المعدن والزجاج |
لمزيد من المعلومات التقنية والدعم، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).
الخلاصة
أظهر الإنديوم وسبائكه قيمته بمرور الوقت. فسماتها الرئيسية مثل نقطة الانصهار المنخفضة والليونة والالتصاق القوي تجعلها مفيدة في العديد من المجالات. من اللحام في الإلكترونيات الدقيقة إلى ربط المكونات في الأجهزة الفضائية، تلعب هذه السبائك دورًا رئيسيًا.
الأسئلة المتداولة
س: ما الذي يجعل سبائك الإنديوم مفيدة في اللحام؟
س: تسمح درجة انصهارها المنخفضة وخصائص الترطيب الجيدة بتوصيلات موثوقة.
و: كيف تفيد سبائك الإنديوم-الغاليوم الإلكترونيات المرنة؟
س: تتيح حالتها السائلة في درجة حرارة الغرفة إمكانية ثني الدوائر القابلة للانحناء والمكونات الروبوتية اللينة.
و: هل تُستخدم سبائك الإنديوم في الطاقة المتجددة؟
س: نعم، إنها مكونات رئيسية في الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة مثل سيلينيد الإنديوم الغاليوم النحاسي.
Chin Trento
