【解读】GBT 1475-2022《镓》国家标准解读.pdf

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GB/T 1475-2022 《镓》国家标准解读

GB/T 1475-2022 《镓 》 国家标准解析

镓是灰蓝色或银白色的金属 ,在 29.76℃时变为银白色液体。镓

的熔点很低 ,但沸点很高,纯液态镓在空气中易氧化 ,形成氧化

膜。而镓是当代信息技术发展的重要支撑材料 ,也是制取各种镓

化合物的关键基础原料。金属镓的用途与当今世界经济发展所倡

导的低碳经济 ,绿色能源等发展有着密切的关系 ,与现代科技的

很多高新产业密不可分 ,涉及半导体和光电材料、太阳能电池、

合金、医疗器械、磁性资料等消费领域,被称为“半导体材料的新

粮食”和“电子工业的脊梁”。

目前全球金属镓的供应主要来源于中国,2020 年中国镓总产量为

300 吨,占全球总产量的 96.67%。同时我国也是全球最大的镓生

产、消费和出口国,国内消费量从 2011 年的 25 吨增长至 2019 年的

306.7 吨,据欧盟预测显示在未来 10 ~20 年内,金属镓的全球消费量

将会增加四倍,金属镓市场将会面临更大的机遇和挑战。

目前 ,国家标准 GB/T 1475-2005 《镓 》产 品起草于 2003 年 ~

2005 年 ,按镓中化学元素含量分为四个牌号 ,即工业镓 Ga3N、

Ga4N、Ga5N 和高纯镓 Ga6N,工业镓三个牌号 (3N-5N)只规定

了 9 个杂质元素总量,无元素的具体指标要求,高纯镓 (6N)虽有

杂质元素具体指标要求,但无论个数及上限值都相对宽松。目前太阳

能行业要求 6N 镓 Al <20ppb,而标准中无 Al 杂质元素指标;砷化

镓行业要求 Cr、Fe、Cu、Zn 均 <20ppb,氮化镓行业则要求 Cr、

Fe、Cu、Zn 均 <10ppb,而标准中 6N 镓规定 Cr <50ppb、Fe <

120ppb、Cu <150ppb、Zn <100ppb。4N 工业镓客户要求 Hg <

1pPM,如做钼元则对锌有较高要求 ,但标准中 4N 镓只有元素合

量。欧盟等对电子元器件材料中汞、铅、锌、镉、铬有具体要求。国

内军工等所需高纯度镓 (7N)需从国外进口,国内产品标准的指标要

求远远达不到产品需求。低水平的产品质量要求,与国外产品质量及

国内外用户要求相比差距较大,已影响到用户对产品的认可度。因此

有必要对现有的产品标准进行修订和完善,以促进产品的生产与应用

规范化、标准化。

全国有色金属标准化技术委员及组织中铝矿业有限公司、中国稀有稀

土股份有限公司广西镓业分公司、中国稀有稀土股份有限公司遵义镓

业分公司、中稀国际贸易有限公司、中国铝业股份有限公司、北京吉

亚半导体材料有限公司、山西镓华天和电子材料有限公司、广东先导

稀材股份有限公司等国内主要镓生产企业和销售单位对 GB/T1475-

2005 《镓》进行了修订,使其能符合国内各生产企业和用户的实际需

求,满足下游行业的发展需求。本文将对标准的主要制定过程、标准

主要内容进行介绍和解读。

镓产业现状及分类

镓在大自然中很分散,没有形成集中的镓矿。99%以上的镓是以类质

同相形式伴生铝、锌、锗的矿物共生,未形成独立的具有单独开采价

值的镓矿床,只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收利用。

目前市场上的 90%以上的原生镓都是从生产氧化铝的种分母液中提取

的,工业生产再以工业级金属镓为原料,用电解法、分步结晶法、区

域熔融法进一步提纯,制得高纯镓。

纯金属依据杂质含量可分为工业纯金属和超纯金属,以主金属含量的

几个九 (N)来表示。根据目前镓生产情况分为工业镓和高纯镓 ,按

化学成分分为 4 个牌号 :工业镓 (Ga3N、Ga4N、Ga5N)、高纯镓

(Ga6N)。Ga3N 主含量不小于 99.9% ,Ga4N 主含量不小于

99.99% ,Ga5N 主含量不小于 99.999% ,Ga6N 主含量不小于

99.9999%。目前 4N-5N 纯度的工业镓主要用于太阳能电池、气体

传感器、稀土永磁材料等领域 ,6N 及以上纯度的高纯镓作为砷化

镓、磷化镓、氮化镓及氧化镓晶片这些化合物半导体材料 ,外延

(HVPE MBE)、高纯掺杂材料及超导材料的重要的原料和基础材

料,其质量和指标的提升将对电子材料行业起到促进和带动作用。

主要制定过程

根据国

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