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镓镓有本难念的经,也有害?半导体

 bxud 2019-07-07

镓(Ga)在化学上与相似。它不受到空气腐蚀,也不会与水发生反应。

低温时,镓与氯、溴反应。加热时,与碘、氧和硫反应。

已知有12种人工放射性同位素,原子量在64至74之间,半衰期为2.6分钟~77.9小时。镓在无机酸中溶解时,形成盐,转变为不溶性氢氧化物Ga(OH)3。当pH大于3时,具有两性性质(即酸性和碱性)。镓的三种氧化物是GaO、Ga2O和Ga2O3。

最丰富的来源是矿物锗矿,可能含有0.5%~0.7%镓的硫化铜矿石,产于非洲西南部。它还广泛分布于少量锌混合矿、铝粘土、长石、煤以及铁、锰和铬矿石中。其金属、合金、氧化物和盐类用于机械制造(涂层、润滑剂)、仪器制造(焊料、垫圈、填料)、电子和电气设备生产(二极管、晶体管、激光器、导体覆盖物)和真空技术等行业。

在化学工业中,镓及其化合物被用作催化剂。砷化镓广泛应用于半导体领域,包括晶体管、太阳能电池、激光和微波发电等。

砷化镓用于光电器件和集成电路的生产。其他应用程序包括使用72Ga在生物体中的相互作用67Ga作为肿瘤扫描剂。因为淋巴网状组织的巨噬细胞对67Ga,可用于霍奇金病、博克氏肉瘤和淋巴结核的诊断。

镓显像是一种肺显像技术,可与初步胸部X线片结合使用,以评估有可能患职业性肺病的工人。

危害

电子工业中使用砷化镓的工人可能接触到诸如砷化氢等有害物质。

在生产氧化物和粉态盐(Ga2(SO4)3, Ga3Cl)过程中和在半导体化合物单晶的生产和加工中,有可能吸入粉尘。金属及其盐类溶液的溅或溢出可能损害工人的皮肤或粘膜。

在水中研磨磷化镓会产生大量的磷化氢,需要采取预防措施。

镓化合物可以通过脏手和在工作场所吃、喝和吸烟摄取

除了1例病例报告外,没有镓引起的职业病的报道。这例工人在短暂接触少量含氟镓烟雾后出现放射状神经炎

实验研究了金属及其化合物的生物作用。

镓和化合物的毒性取决于进入人体的方式。长期(4~5个月)给药时,其作用不明显,主要表现为蛋白质反应紊乱和酶活性下降。低毒原因是因为镓在消化道中相对不活跃的吸收。在胃和肠中,化合物是不溶的或难以吸收的,例如金属没食子酸盐和氢氧化物。镓的氧化物、氮化物和砷化物在进入呼吸系统时通常是有毒的(白色大鼠气管内注射),导致肝和肾营养不良。在肺部引起炎症和硬化变化。一项研究得出结论,将大鼠暴露在接近阈值的氧化镓颗粒中,会导致类似石英所致的进行性肺损伤。硝酸镓对结膜、角膜和皮肤有很强的腐蚀性。腹腔注射证明镓的乙酸、柠檬酸和氯化物具有很高的毒性,导致动物因呼吸中枢瘫痪而死亡。

安全和健康措施

为了避免工作场所的空气受到二氧化镓、氮化物和半导体化合物粉尘的污染,预防措施应包括生产粉尘设备的密闭和有效的局部排气通风(LEV)。

镓生产过程中的个人防护措施应防止镓化合物与皮肤的摄入和接触。因此,良好的个人卫生和个人防护设备(PPE)的使用是重要的。

美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)建议通过遵守建议的无机砷接触限值来控制工人接触砷化镓,并建议应通过测定砷来估算空气中砷化镓的浓度。应教育工人了解可能的危险,并在生产可能接触砷化镓的微电子设备时安装适当的工程控制。鉴于镓及其化合物的毒性,如实验所示,所有从事这些物质工作的人都应接受定期体检,在检查期间应特别注意肝脏、肾脏、呼吸器官和皮肤的状况。

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