인듐은 녹는점이 낮고 매우 부드러우며 은빛의 금속입니다. 이는 화학 원소 주기율표의 5주기 49번 원소로, 기호 In (Indium)으로 표시됩니다. 특성상 알루미늄과 갈륨에 가깝고 외형은 아연과 유사합니다. 이름은 인듐 고유의 스펙트럼선 색상인 인디고에서 유래했습니다.

역사

1863년, 독일 과학자 라이히와 리흐테르가 아연 블렌드를 분광 분석하여 인디고 색상의 선을 발견했습니다. 이들은 녹색 선을 생성하는 갈륨을 찾고 있었으나, 대신 새로운 원소를 발견하게 되었습니다. 순수 형태로 얻어진 인듐은 대단히 유연하고 연성이 뛰어나며, 납보다 훨씬 부드러우며 금보다 20배 더 부드럽습니다. 약 100그램의 연필 모양으로 된 작은 쇳덩어리는 프랑스 학술원이 80,000달러로 평가했습니다. 4년 후인 1867년 세계 박람회에는 0.5킬로그램의 인듐 싱글렛이 전시되었습니다. 현재 이 금속의 가격은 킬로그램당 약 $700입니다. 전 세계 인듐의 수요는 매년 증가하고 있으며, 2010년에는 900톤에 도달했습니다.

광물학

인듐은 여러 광물에 미세한 불순물로 존재합니다. 고철 아연 블렌드에는 킬로그램 당 몇 그램 정도, 황철광과 스테나이트에는 그보다 10배 적으며, 주석석과 자철광에는 그보다 더 적습니다. 전체적인 지각 내의 인듐 농도는 약 0.25 g/t입니다. 해수에는 18 g/t 이상의 인듐이 포함되어 있습니다.

생산

화학에서는 쓸모없는 폐기물이 없다는 것이 정설입니다. 이는 폐기물로부터 인듐을 얻는 기술을 증명합니다. 인듐의 발견 역사 자체가 "아연 블렌드"라는 광석과 연결되어 있습니다. 현재 인듐은 아연, 주석, 구리 및 납의 생산 과정에서 발생하는 중간 폐기물에서 얻어집니다. 비록 그곳에 포함된 인듐의 농도는 0.1%에 불과하며, 카드뮴, 아연, 구리, 안티몬 등의 다른 원소와 구분하는 일이 꽤 까다롭지만, 인듐이 필수적이기 때문에 그만한 가치는 있습니다. 농축의 첫 단계에서는 구리, 아연 및 카드뮴과의 분리를 진행합니다. 원료는 금속을 용해시키기 위해 황산으로 처리되며, 용액의 산도를 변화시켜 금속을 침전시킵니다. 카드뮴 수산화물은 pH 8에서, 아연과 구리 수산화물은 pH 6에서 침전됩니다. 인듐 수산화물을 "침전"시키기 위해서는 용액의 pH를 4로 조절해야합니다. 농축된 "원 인듐"은 아연과 알루미늄에서 시멘트로 분리하여, 최종적으로 존 플로팅 방법을 사용하여 정제하여 "순수 인듐"을 얻습니다.

순도 등급

구 소련 지역에서는 1997년 1월 1일부터 GOST 10 297−94라 불리는 국가 표준이 시행되어, 금속 주괴, 피라미드 및 막대 형태로 인듐 생산 품질을 규제하고 있습니다. 이 표준에 따르면 인듐은 원소의 비율에 따라 다섯 가지 순도 등급으로 생산됩니다. 인듐0000 등급은 인듐을 99.9999% 함유하며, 인듐000은 99.9995%, 인듐00은 99.999%, 인듐0은 99.998%의 화학적 순도를 지니고, 인듐2 등급은 99.97%로 구성되어 있습니다.

성질

20°C에서 인듐의 밀도는 7.362 g/cm³입니다. 마그네슘은 623°C에서 발화되지만, 인듐은 800°C까지 가열을 견딘 후 산화물과 함께 보라색-파란색 불꽃으로 발화됩니다. 이 금속은 거의 모든 산에 용해되며, 특히 무기 산(염산과 질산)에 빠르게 녹습니다. 알칼리 용액에서 안정적이지만, 산화 브롬과 염소와 반응하며, 가열 시 아이오딘 및 황과 인 증기와 반응합니다. 인듐의 초전도성 임계 온도는 3.405°K입니다.

응용

• 마이크로전자공학에서 실리콘 및 저맹거니아에 대한 열수용체 첨가제로 사용됩니다.
• 저점유로 합금 땜납에서 사용됩니다. 인듐은 많은 재료에 우수한 접착력을 가지고 있어, 금속과 유리를 결합하는데 사용될 수 있습니다.
• 액정 디스플레이용 유리 제조에 사용됩니다.
• 인듐으로 도금된 거울과 자동차 램프는 은 수준의 반사력을 제공하고, 대기 영향에 대한 내성이 더 높습니다.
• 열전쌍의 눈금 조정에 사용됩니다.
• 태양 전지판의 재료로 사용됩니다.
• 발광체로 사용됩니다.
• 인듐으로 도금된 알루미늄 디젤 피스톤에서 마모를 줄입니다.
• 인듐 아세니드(반도체)는 인듐 포스파이드 10%로 도핑하여 고온 고효율 열전효율을 증가시킵니다.
• 동위원소 111In과 113In은 방사성 동위원소 진단에 사용됩니다.
• 115In 인듐 동위원소는 120 keV의 역치 에너지에서 뉴트리노 검출에 사용됩니다: 115In + νe → 115Sn+e-+2γ
• 인듐은 "파란 금"의 조성에 포함됩니다.

21세기 인듐의 세계 소모량은 급격히 증가하고 있으며, 2009년에는 900톤에 도달했습니다. 이는 진공 고밀도 기술에서 밀봉제로서 필수적이며, 특히 우주선 및 소립자 가속기에 사용됩니다. 인듐-수은 산화물 시스템은 높은 에너지 밀도 배터리 제작에 사용됩니다. 인듐과 은의 합금은 황화수소의 작용에 강하게 저항하며 고품질 반사 코팅을 만드는데 사용됩니다. 인듐의 합금(갈륨, 주석, 아연)은 실온에서 녹을 수 있으며 액체 금속 냉각제로 사용될 수 있습니다. 인듐은 열중성자를 흡수하고, 핵반응 제어에 기여할 수 있습니다. 이 역할에 더 적합한 것은 중성자를 포획하는 다른 원소와 결합된 인듐 화합물입니다. 인듐 산화물로 만든 유리는 열중성자를 흡수합니다. 가장 잘 알려진 이러한 유리의 조성은 인디움 산화물 (12%), 붕산 (33%), 카드뮴 산화물 (55%)입니다. 낮은 용융점을 가진 인디움은 액정 디스플레이와 저융합 금속 및 합금의 구성 성분으로 필수적입니다. 인듐의 인산염은 치과용 시멘트의 구성 성분입니다.

공급

인듐은 덮개가 있는 운송수단으로 배달됩니다. 철도는 수신자가 하나인 경우 화물상의 개수당 운반합니다. 인듐000과 인듐00을 주괴 또는 피라미드 형태로 50그램부터 1킬로그램까지 운반합니다. 다른 등급의 경우는 3킬로그램까지 운반 가능합니다. 필요에 따라 인듐000 주괴는 20-50그램까지, 촉스랄메이코프의 방법으로 연장된 것은 2.5kg까지 운반 가능힙니다. 인듐00 등급은 Ø 21-25mm의 막대 형태로 길이 50-70mm 혹은 Ø 22-24mm의 길이 63-67mm로 공급됩니다.

샘플의 표면에는 표준에서 언급된 한계를 넘지 않는 미세한 결함이 허용됩니다. 각 인듐 주괴는 마킹됩니다. 인듐000과 인듐0000 주괴는 각각 개별적으로 폴리에틸렌 포장으로 포장됩니다. 인듐00과 인듐0 주괴는 쌍으로 포장 됩니다. 인듐2 주괴는 폴리에틸렌 필름이나 파라핀 처리된 종이로 포장됩니다.

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