インジウム元素特性と用途
概要
インジウムは、ユニークな化学的・物理的特性を持つ希少なソフトメタルであり、エレクトロニクス、半導体、工業製品に広く使用されている。
元素紹介
原子記号In、原子番号49のインジウムは、周期表の中で特別な位置を占める遷移後の金属である。1863年にフェルディナンド・ライヒとヒエロニマス・テオドール・リヒターによって発見されたインジウムは、地殻中に比較的希少であり、亜鉛鉱石を加工する際に副産物として得られることがほとんどです。
化学的性質
インジウムは一般に＋3の酸化状態を示し、酸化インジウム（In₂O₃）や塩化インジウム（InCl₃）などの化合物を形成し、さまざまな半導体や触媒の用途に不可欠である。状況によっては、インジウムは+1の酸化状態も示すことができ、化学者に化合物合成におけるさらなる多様性を提供する。
室温では、インジウムはその表面に薄い保護酸化物層を形成するため、比較的不活性である。この不動態化は、金属が空気にさらされたときにさらなる酸化を防ぐのに役立ち、多くの実用的な用途における安定性を保証する。しかし、酸性または反応性の高い環境にさらされると、インジウムは容易に反応し、溶解して対応する塩を形成する。
物性データ表
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物性値 |
値 |
単位 |
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原子番号 |
49 |
- |
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原子量 |
114.82 |
g/mol |
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密度 |
7.31 |
g/cm³ |
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融点 |
156.6 |
°C |
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沸点 |
2072 |
°C |
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電気伝導率 |
1.34e6 |
S/m |
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結晶構造 |
正方晶 |
- |
詳細はスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ(SAM).
調製方法
インジウムの抽出と精製には、天然に存在する量が少ないため、特殊な調製法が必要です。一般的に、インジウムは亜鉛鉱石加工の副産物として回収され、微量に存在します。 主な抽出方法には、酸溶液を使用して鉱石を浸出することから始まる湿式冶金プロセスが含まれます。湿式冶金技術に加え、乾式冶金プロセスも、特に電子廃棄物や産業スクラップのリサイクルにおいて採用されている。
一般的な用途
最も顕著な用途のひとつは、液晶ディスプレイ（LCD）、タッチスクリーン、フラットパネル・ディスプレイの製造に欠かせない化合物である酸化インジウム・スズ（ITO）の製造である。導電性と光学的透明性を併せ持つITOは、現代の電子機器にとって理想的な材料である。
ディスプレイ技術における役割とは別に、インジウムは低融点合金の配合における主要成分でもある。これらの合金は、迅速かつ信頼性の高い溶融が求められる温度ヒューズや火災検知システムなどの安全装置に広く使用されている。
電子機器製造分野では、インジウムははんだ付けに利用され、デバイスの耐久性と性能を高める確実な電気接続を実現する。この金属はまた、半導体デバイスや、熱や腐食に対する耐性を向上させるために設計された特殊コーティングにも応用されています。
よくある質問
インジウムとは何ですか？
インジウムは、原子番号49の希少で柔らかい金属で、ハイテク用途で重宝される独特の化学的・物理的特性で知られています。
インジウムはどのように抽出されますか？
インジウムは、主に亜鉛鉱石加工の副産物として、高純度の金属を単離するために湿式冶金や乾式冶金法を用いて抽出されます。
インジウムの一般的な用途は？
インジウムは、ディスプレイ用のインジウム錫酸化物の製造、安全装置用の低融点合金、および様々な半導体用途に広く使用されています。
インジウムの化学的特性は、産業用途にどのように役立つのですか？
酸化状態が+3の安定した化合物を形成するインジウムの能力は、保護酸化物層と相まって、インジウムを耐久性のある効率的な材料の製造に理想的なものにしています。
インジウムはどのような工業製品に使われていますか？
フラット・パネル・ディスプレイ用のインジウム錫酸化物や、電子パッケージングや熱管理用の高度な合金などの製品は、性能向上のためにインジウムに依存しています。
