53.Индий, кадмий, таллий негізіндегі қорытпаларына сипаттама. Олардың қолдану салалары.

Қорытпа құрылымы	Tбалқу, °C	Қолдану аймағы
висмут 76,5 %, таллий 23,5 %	198	Т, П
висмут 47,5 %, таллий 52,5 %	188	Т
висмут 44,2 %, қорғасын 9,8 %, таллий 48 %	186	Т
кадмий 32 %, қалайы 68 %	177 (178)	Т, П
висмут 62,5 %, кадмий 37,5 %	149	Т, П
қорғасын 32 %, қалайы 50 %, кадмий 18 %	145	Т, П
висмут 60 %, кадмий 40 %	144	Т, П
висмут 57 %, таллий 43 %	139	Т
калий 90 %, таллий 10 %	133	Т
қалайы 52 %, индий 48 %	125	П
висмут 53 %, қалайы 26 %, кадмий 21 %	103	Т, П
висмут 50 %, қалайы 25 %, кадмий 25 %	95	Т, П, М
висмут 49,9 %, қорғасын 43,4 %, кадмий 6,7 %	95	Т, П, М
висмут 52 %, кадмий 8 %, қорғасын 40 %	91,5	Т, П, М
висмут 51,6 %, кадмий 8,1 %, қорғасын 40,3 %	91	Т, П, М
висмут 55,2 %, қорғасын 33,3 %, таллий 11,5 %	91	Т
висмут 35,3 %, кадмий 9,5 %, қорғасын 35,1 %, қалайы 20,1 %	80	Т, П, М
висмут 27,5 %, кадмий 34,5 %, қорғасын 27,5 %, қалайы 10,5 %	75	Т, П, М
висмут 33,7 %, индий 65,3 %	72	Т, П, М
натрий 99 %, таллий 1 %	64	Т
висмут 50,0 %, қалайы 12,5 %, қорғасын 25 %, кадмий 12,5 %	60,5	Т, П, М, Ж
ртуть 91,44 %, таллий 8,56 %	−61	Т

Т — жылу тасығыш

П — дәнекер

М — модельдік құйма қорытпасы

Ж — өрт сигналдарына арналған датчик

Л — лабораторияға арналған абсолют ерігіштік

И — ион ракетасының дигателі

Индий аз ғана қаттылыққы ие, жұмыс температурасының ауқымы да өте аз, осыларға сай индийдің қорытпаларын алып, құрылымы жақсартылады. Индий мен таллий қорытпасы төменгі температура кезінде жоғары өткізгішке ие,таза кадмий мен мырышпен қаптаған кезде индий- кадмий, индий –мырыш қорытпалары коррозияға шыдамды болып келеді. Жақсы антифрикциялық құрылымға ие болатын индий қорытпалары: индий –никель, индий –кобалть, индий –күміс болып табылады. Бағалы құрылымға ие болатын индий қорытпасы индий –палладий. Индиймен қаптау кезінде әртүрлі электролиттерді алуға болады: цианиттік, күкірт қышқылы, сульфаттық, тартраттық, борфтор сутектік және т.б. Жартылай өткізгіштік техникаларда таза емес пниктогенидтік индий қолданылады, ал олар қатты ерітінділерден немесе пниктогенидтік галлий ерітіндісінен тұрады, мысалы GaP-InSb, InAs-InP, InP-GaSb сияқты жүйелер және басқалары. Құрылымы өзгертілген ерітінділердегі физикалық –химиялық бақылау жүргізілініп алынған жартылай өткізгіштердің функционалдық мүмкіндіктері көп және жұмыс істеу параметрлері, яғни электрондық құрылымдар негізінде көбейіп отырады. Осы ерітінділерді синтездеу арқылы жартылай өткізгіштерді жеке заттардан дайындайды. Индийді басқа металдармен оңай диффундерлейді және қаптаған кезде тозуға төзімділігі жоғары болады. Сондықтан жоғары сапада подшипнтиктер дайындалады, олардың кәдімгі подшипниктерден айырмашылығы 5 жылға жуық пайдалануға болады. Көбінесе подшипниктерді қаптауға күміс –индий, күміс –торий –индий, индий –мырыш, қорғасын –индий, таза индий және басқалары қолданылды. Көптеген осы сияқты подшипниктерді майламай жұмыс істеуге болады, индиймен қаптағанда заттың беттік майлау құрылымы жақсыболады. Индий көптеп қолданылатын жеңіл балқитын қорытпа түрі, балқу температуралары 10,6° С (62,5% Ga, 21,5% In, 16% Sn) бастап 314° С (95% Pb, 5% In) дейінгі аралықты қамтиды, индийді көбіне пайкалуға және қалайылауға қолданады. Сонымен қатар, оны жоғары температура кезінде майлауға, жоғары вакуумдық және сұйық металдық материалдан бекітпе дайындауға, сұйықметалдық сырғанайтын электроқосылулар, термометр және термостаттар жасауда қолданады. Индий – көптеген дәнекер компаненті, мысалы дәнекер құрамы Ag 50–65%, Ga 3–12%, In 6–18%, Cu – қалғаны; In 12–50%, Sn 10–40%, Ag 0,1–10%, Cu 20–60% тұрады. Дәнекерлеуде индий негізгі болып қолданылады, мысалы металл мен шыныны пісіру кезінде. Индий мен қорғасын төменгі қысымға ие болатын жұп, сондықтан олар жоғары вакуумдық аппаратураларды пайкалауға қолданылады. Зергерлік істерде индий алтын, күміс, платина қорытпаларымен бірге жүреді. Индийге алтынды қосқанда қаттылығы мен беріктігі көбейетін сәндік бұйым алынады. Индий қорытпасын зергерлік әлемде алтынмен алмастыруға болады. Индий -палладий қорытпасында алтын сияқты ақшыл қызыл –көк түске ие болады. Мысалы «жасыл алтын» (75%, Au, 20% Ag, 5% In) белгілі болса, платина мен индий қорытпасы (60% мол. In және 40% Pt) алтын сары түске ие. Индиймен қаптағанда кері шағылдырушы қасиет пайда болады. Сонымен қатар индийді жоғары сапалы айна жасауда, астрономиялық приборлар(телескоп, алыстағы жұлдыздарың әлсіз жарығын тіркеу) жасауда, прожекторлерді, рефлекторларды және басқа да дәл өлшенетін құрылғылар жасауда қолданады. Өте аз кездесетін кадмий минералдарына: гриконит CdS (77,8% Cd), хоулинт , отавит CdCO₃ , монтепит CdO (87,5% Cd), кадмоселит CdSe (47% Cd), ксантохроит CdS(H₂O)_х (77,2% Cd) жатады. Кадмийді қолданудың маңызды саласы химиялық ток өндіріс болып табылады. Кадмий электродтары батареяларда және аккумуляторларда қолданылады. Теріс пластиналар никель –кадмий аккумуляторлары темір торлардан кеуекті сапалы кадмийден жасалады. Ал оң пластиналар никель гидраксидімен қапталады. Кадмий мен никельден ракеталарды басқаруға компактілік аккумуляторлар жасалады, тек осы кезде ғана темірдің орнына никель торлары қолданылады. Никель –кадмий сілтілі аккумуляторының процесін жинақ теңдеуімен сипаттайды:

Cd + 2NiO(OH) + 2H₂O Cd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂

Никель –кадмий сілтілі аккумуляторы қорғасынға қарағанда сенімдірек болып келеді. Кадмий металдарды коррозиядан қорғау үшін кеңінен қолданылады, әсіресе теңіз суында көп қолданылатын бұйымдар үшін. Кадмийлеуді көбіне кеме детальдарын, ұшақты, тағы да әртүрлі бұйымдар жасау үшін және тропикалық климат жағдайында көп қолданады. Кадмийді мырышпен салыстырғанда өзіне тән қасиеті бар: коррозияға төзімді, оны тегістеу оңай, сонымен қатар сілтілі ортада орнықты болады. Кадмийлеудің де проблемалары болады. Кадмий электролитін болат бұйыммен пайдаланған кезде, электролиттегі сутегі болатқа еніп кетуі мүмкін. Беріктігі жоғары болат сутегі әсерінен сынғыштық қасиет пайда болып,салмақ түсіргенде сынып кетеді. Осыларда болдырмау үшін кадмиймен бірге титанды да қосу керек. Сонымен қатар кадмий уландырғыш. Сондықтан кадмийді ас үй аспаптарын және ыдыстарын жасауға тыйым салынады. Кадмий қорытпаларына басты антифрикциялық материалдар мен денекерлер жатады. 99% кадмий және 1% никельден құралатын қорытпа, подшипник жасауда, автомобиль жұмыстарында, авиацалық және жоғары температураға шыдамды кеме двигательдерін жасауда қолданылады.

Мысты легирлеу кезінде кадмийді кішкене мөлшерде қосқанда электр сымдарының тозу төзімділігі артады. Мысқа кадмийді қосқанда таза мыстан жасалған электр сымдарынынан айырмашылығы каттылығы мен беріктігінің артуында. Таллий қорытпалары (көбіне қорғасын құрамында кездеседі) беріктігі мен тозуға төзімділігін жоғарылатады. Қорытпаның 70% қорғасын, 20% қалайы және 10% таллий азот және тұз қышқылымен араластырғанда құрамы тұрақты болады. Подшипниктерде 72% қорғасын, 15% сурьма, 5% қалайы және 8% таллий кездеседі. Таллий жұмыс процесінде подшипниктің жұмыс істеу мерзімін арттырады. Таллий сияқты, оның да қорытпаларының балқу температурасы төмен болады. Амальгама таллийі, құрамында 8,5% Tl температура 59° C кезінде қатаяды, сондықтан оны төменгі температуралық термометрлерде, сұйық бекітпелерінде және ауыстырып –қосқыштарда қолданылады. Таллий және олардың қоспалары әртүрлі техникада: жартылай өткізгіш электроникаларында, электротехникада, инфрақызыл оптикада, прибор жасауда, кейбір қорытпалар өндірісінде, ауыл шаруашылығында қолданылады.Инфрақызыл спектр аумағында жұмыс істейтін бромид және таллий йодид (KRS-5) және таллий хлориді (KRS-6) қатты ерітінділердің монокристаллдары терезелерді, линзаларды, призмаларды, кювет оптикалық приборларды жасауда қолданылады. Толқын ұзындығы кең диапазондағы инфрақызыл сәулелер үшін кристалдары мөлдір болып келеді.

Таллий TlAsA'j (где - X - сера, селен, теллур ) типтегі жартылай өткізгіш шыныны жоғары тазалықта синтездеу үшін қолданылады. Олар суда, қышқыл мен сілтіні сұйылтуда кезінде ерімейді, жақсы изоляциоланған құрылымға ие болып келеді және транзисторларды дайындауда және изоляциаланған қаптау кезінде қолданылады. Бромид немесе таллий йодидін қосқанда сцинтилляционды есептеуіші β-бөлшегі және у- сәулелері әсерінен кристалдық формадағы галогенді сілті металдық фосфорды қабылдайды. Т1240 радиоактивті изотобының β-сәулелену көзі арқылы материалға сапалық тексеру жасауға, бұйымның қалыңдығы мен қапталуын есептеуге болады. Қатты дененің тығыздығы, соның ішінде минералдардың бөлінуіне қарай: ауыр сұйықтықты –су ерітінділері малота және таллий формиаты жатады; жеңіл балқитын –таллий тұздары TlAg(N03)2, TlHg(N03)2 деп аталады. Таллий сульфаты ауыл шаруашылығында улы химикат түрінде пайдаланылады: таллий корбанаты өндірісте оптикалық шынының сыну қабілеті жоғары болғандықтан қолданады.