难怪中国镓被出口管制,科学家又发现新特性,它还能军用

影子红了吖 2024-12-26 18:17:25

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本文陈述所有内容,皆有可靠来源赘述在文章结尾。

你知道我们为什么要限制对美出口镓、锗、锑等相关两用材料吗?

在大部分人眼中,这几种物质主要是能运用在科技半导体领域,美国在芯片等方向打击我们,咱在“原材料”上回击并不意外。

可以事实来看,我们国家下这一步棋其实并没有那么简单,在8月份的时候,新西兰奥克兰大学的科学家发现了一项关于镓的新特性。

而这个特性不仅向我们展示了金属镓有多么神奇,同时也一定程度上,让我们进一步了解到了我国禁令到底有多“强”。

那么问题也来了,新西兰科学家的发现究竟是啥?而这个特性又会给镓的战略地位带来哪些影响?

镓的新特性

的确,在多数人认知中,镓因为属于两性元素广泛被运用于半导体行业,像航空航天、太阳能电池等之类的,都少不了它的存在,因此镓也有着“半导体工业新粮食”之称。

这也是我们看到禁令后,第一时间认为是反制美方半导体的原因,然而新西兰科学家所发现的却颠覆了人们对镓的固有认知。

金属元素里的奥秘是难以被彻底发现的,指不定哪天就会有突破性的进展,而奥克兰大学加斯顿教授表示称,如今对液态镓的结构记载的文献都建议在一个明显不正确的假设之上。

以往镓以熔点低著称,你拿着一块固态镓往热水里一涮,镓就会在杯中融化,这是因为镓本身性质所导致的,作为固体密度比液体小,所以镓便会“遇水即溶”。

共价键作为化学键中比较常见的存在,镓同样有所具备,可新研究却发现,镓的键在其熔点消失后,竟会在更高的温度下重新显现,通俗来讲就是,30度你融化了,可在50度你却“浴火重生”。

“显然,这颠覆了以往对镓低熔点的认知,研究人员认为,可能是因为键消失释放原子时,从而导致熵开始增加,因此产生了这种混乱的情况。”

熵所指的是体系混乱程度,它的概念不仅限于热力学,还要涉及到信息论、控制论等多个领域,而在热力学方面来看,熵越大则代表它还可能存在更多的微观状态。

如今镓的应用在我们看来已经够多了,而新研究的出现,则代表镓在未来会有更多可能性,它的开发仅仅只是一小步。

既然提到了“可能性”,那咱要想的肯定就是军事领域了,我国镓储量占全球70%以上,如果军事上镓也能有大效果,是不是代表我们国防能力要更强了?其实镓在军事早就有了初步体现。

限制镓不止影响工业

现在每个国家大力研究军事包含哪些部分?航母、导弹、战机这三个是占着大头的,而镓则在和战机有关的先进雷达中起到不可或缺的作用。

美国f22都知道,它所装备的源相控阵雷达所采用的便是砷化镓电子元器件,这已经能够把雷达带到一个全新高度了,而氮化镓则拥有更好的功率密度以及频率特性。

因此美空军已经开始打算为f35配备氮化镓技术所研制的源相控阵雷达,它能够在保持与上一代体积重量基本不变的前提下,大幅提升探测距离以及更加精准的锁定能力,这两项都是隐形战机至关重要的能力。

探测距离不用多说,越强越能发现敌对机型,而锁定能力更不用提,只有你“锁”的准才能打的准,氮化镓制成的三代雷达必然会给隐形战机带来质的提升。

除此外,像美海军的主力驱逐舰所使用的先进雷达也是镓的衍生物,而且早在二战时间,镓就有在核反应领域出头,早期原子弹的钚弹加工问题就是靠镓来解决的,如今镓仍在此领域有着大功效。

新西兰科学家公布镓新特性的时间是八月份,而我国禁令则是12月初颁布的,也就是说我们国家明白镓今后的地位,从这方面下手必然会给美方带来极大的打击。

美企业面对中国禁令毫无招架之力,这是英媒对中美如今情况的点评,因为这次的对美限制,以最坏情况来看,最起码要给美方带来90亿美元左右的损失,更别提军事方面了。

美国本身有一定的镓矿,可他们早在1987年后,便没有进行开采能够运用于半导体的镓,一方面是当时镓的重要性没被发现,另一点就是美国认为投入开采“烧钱”不如选择进口。

因此在很长的一段时间里,美国53%的镓都是由我国进口的,在镓的潜力愈发显露后,美国才开始慢慢摆脱对我们的依赖,分一杯羹给了日本,但我们国家仍要在美国进口镓占比中占据着21%的份额。

日本面积就那一点,镓储量是无法和我国相比的,一旦美国没有稳定的镓来源,那不仅仅是半导体工业,军事上也要被拖后腿。

镓的未来

就和上述提到的一样,现在镓的运用也不是三代左右的氮化镓、碳化镓,而随着研究人员的创新发展,半导体材料会慢慢步入第四阶段,那时就是氧化镓的天下。

氧化镓相较于三代镓来说,要更容易被激发且迁移率高更高,从而释放出胜于当下半导体的极致性能,美国没有足够的镓为基础,日后在此领域是很难做出突破的。

毫不夸张的说,镓就是能引导未来产业走向的新型材料,目前没有人敢说自己已经把镓搞的明明白白了,镓的奥秘也只是被我们揭开了一部分。

如果把新西兰科学家发现的新特性运用在科技科学,那它那不为认知的微观状态就有很大可能帮助人类完成微纳米级元器件,假设放在计算机方面,元器件越精细能放置的便越多,核心数越多性能就越强。

若再往后五代半导体材料出现的话,那就会给当下电子产业带来无限可能,金属镓也会推动国防武器来到一个新的高度,所以美方这次还真是吃大亏了。

参考信源

SciTechDaily 8.29 2024——新发现挑战了150年前的假设:科学家发现了不寻常金属的新特性

环球网2024-12-05 06:50北京——“半导体工业新粮食”“军用领域万能添加剂”……禁止对美出口的两用物项有哪些军事用途?

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