Indium ist ein schmelzbares, sehr weiches und verformbares Metall mit silbriger Färbung. Es ist das 49. Element der fünften Periode der Tabelle der chemischen Elemente und wird mit dem Symbol In (Indium) bezeichnet. Seine Eigenschaften ähneln denen von Aluminium und Gallium, und sein Aussehen ist dem von Zink ähnlich. Seinen Namen hat es von der indigoblauen Farbe der Spektrallinie, die Indium aufweist.

Geschichte

Im Jahr 1863 entdeckten die deutschen Wissenschaftler Reich und Richter eine Indigo-Linie im Spektrum des Zinkscheins. Die Wissenschaftler suchten nach Gallium, das eine Spektrallinie von grüner Farbe ergibt, aber stattdessen entdeckten sie ein neues Element. In seiner reinen Form isoliert, erwies sich Indium als sehr formbar - viel weicher als Blei und 20 Mal weicher als Gold. Ein winziger, bleistiftförmiger Barren des neuen Metalls mit einem Gewicht von hundert Gramm wurde von der französischen Akademie der Wissenschaften auf 80.000 Dollar geschätzt. Vier Jahre später wurde auf der Weltausstellung von 1867 ein Barren mit einem halben Kilogramm Indium vorgestellt. Heute liegt der Preis für dieses Metall bei etwa 700 $ pro kg. Der weltweite Verbrauch von Indium nimmt jedes Jahr zu. Im Jahr 2010 erreichte er 900 Tonnen.

Mineralogie

Indium kommt als Spurenelement in einer Vielzahl von Mineralien vor. Sein Gehalt im eisenhaltigen Sphalerit beträgt einige Gramm pro Kilogramm, in Chalkopyrit und Stannit ist er ein Dutzend Mal geringer und in Kassikit zwanzig Mal geringer.Der Gesamtgehalt an Indium in den Mineralien der Erde beträgt mehrere Gramm pro Kilogramm in Pyrit, Arsenopyrit und Wolframit. Der Gesamtgehalt an Indium in der Erdkruste beträgt etwa 0,25 g/t. Im Meerwasser ist er mit 18 g/t sogar noch höher.

Beschaffung

Man geht davon aus, dass es in der Chemie keine nutzlosen Abfälle gibt. Die Technologie der Rückgewinnung von Indium aus Industrieabfällen ist ein Beweis dafür. Die Geschichte seiner Entdeckung ist mit einem Erz namens "Zinkblende" verbunden. Heutzutage wird Indium aus Zwischenabfällen der Zink-, Zinn-, Kupfer- und Bleiproduktion gewonnen. Obwohl es nur in Spuren von bis zu 0,1 % vorkommt und es sehr schwierig ist, es von den Begleitelementen Cadmium, Zink, Kupfer, Antimon und anderen zu trennen, lohnt sich die Mühe: Indium ist unverzichtbar. Der erste Konzentrationsschritt besteht darin, es von Kupfer, Zink und Cadmium zu trennen. Das Rohmaterial wird mit Schwefelsäure behandelt, die die Metalle auflöst, und das Konzentrat wird durch hydrolytische Fällung abgetrennt. Dies geschieht durch Veränderung des Säuregehalts der Lösung. Kadmiumhydroxid fällt bei einem pH-Wert von etwa 8 aus, Zink- und Kupferhydroxide bei 6. Um Indiumhydroxid "auszufällen", muss der pH-Wert der Lösung auf 4 gebracht werden. "Rudimentäres Indium" wird aus dem Konzentrat durch Zementierung auf Zink und Aluminium gewonnen. "Reines Indium" wird durch Raffination im Zonenschmelzverfahren gewonnen.

Reinheitsgrade

Seit dem 1. Januar 1997 ist in der ehemaligen Sowjetunion eine zwischenstaatliche Norm GOST 10 297-94 in Kraft, die die Qualität des hergestellten Indiums in Barren, Pyramiden und Stangen regelt. Nach dieser Norm wird dieses Metall in fünf Reinheitsgraden hergestellt, die sich nach dem prozentualen Anteil des Elements richten. Der Reinheitsgrad In0000 enthält 99,9999 % dieses Elements. Der prozentuale Anteil von reinem Indium in In000 beträgt 99,9995 %. In00 enthält 99,999%. In0 hat eine chemische Reinheit von 99,998%. Und In2 hat einen Reinheitsgrad von 99,97%.

Eigenschaften

Die Dichte von Indium beträgt bei 20 °C 7,362 g/cm³. Während sich Magnesium bei 623 °C entzündet, hält Indium einer Erhitzung auf 800 °C stand, woraufhin es mit einer violett-blauen Flamme aufleuchtet und ein Oxid bildet. Das Metall ist in fast allen Säuren löslich, am leichtesten in anorganischen Säuren (insbesondere Chlor und Stickstoff). In Alkalilösungen ist es stabil, reagiert jedoch mit Brom und Chlor und bei Erhitzung mit Jod-, Schwefel- und Phosphordämpfen. Die kritische Temperatur der Supraleitfähigkeit von Indium beträgt 3.405°C.

Anwendungen

• Als Akzeptor-Additiv für Silizium und Germanium in der Mikroelektronik.
• Für schmelzbare Lote. Die hervorragende Haftung von Indium an vielen Materialien ermöglicht beispielsweise das Löten von Metall auf Glas.
• Bei der Herstellung von Glas für Flüssigkristallmonitore.
• Die Beschichtung von Spiegeln und Autoscheinwerfern mit Indium ermöglicht ein Reflexionsvermögen, das dem von Silber gleichkommt, und eine höhere Witterungsbeständigkeit.
• Für die Graduierung von Thermoelementen.
• Für Fotozellen.
• Als Leuchtstoff.
• Die Beschichtung von Aluminiumschürzen von Dieselkolben mit Indium verringert den Verschleiß.
• Indiumarsenid ist ein Hochtemperatur-Thermoelektrikum mit hohem Wirkungsgrad, das zur Erhöhung des Wirkungsgrads mit 10 % Indiumphosphid dotiert ist.
• Die Isotope 111In und 113In werden in der Radioisotopendiagnostik verwendet.
• Indiumisotop 115In - zum Nachweis von Neutrinos mit einer Schwellenenergie von 120 keV: 115In + νe → 115Sn+e-+2γ
• Indium ist Teil des "blauen Goldes".

Der weltweite Verbrauch von Indium steigt im 21. Jahrhundert rapide an und erreichte 2009 900 Tonnen. Es ist in Hochvakuumanwendungen als Dichtung (Dichtungen, Beschichtungen) unverzichtbar, insbesondere für die Abdichtung von Raumfahrzeugen und Elementarteilchenbeschleunigern. Das elektrochemische System von Indium-Quecksilberoxid dient zur Herstellung von Akkumulatoren mit hoher spezifischer Leistung. Die Indium-Silber-Legierung ist resistent gegen Schwefelwasserstoff und dient zur Herstellung hochwertiger reflektierender Beschichtungen. Seine Legierungen mit Gallium, Zinn und Zink schmelzen bei Raumtemperatur und können als Flüssigmetallkühlmittel verwendet werden. Indium absorbiert thermische Neutronen und kann zur Steuerung von Kernreaktionen dienen. Noch besser geeignet sind seine Verbindungen mit anderen Elementen, die Neutronen einfangen. Indiumoxid wird zur Herstellung von Glas verwendet, das thermische Neutronen absorbiert. Die bekannteste Zusammensetzung eines solchen Glases ist Indiumoxid (12 %), Boroxid (33 %), Cadmiumoxid (55 %). Indium, das einen niedrigen Schmelzpunkt hat, ist unentbehrlich für die Herstellung von Flüssigkristallbildschirmen und als Bestandteil von Schmelzloten und Legierungen. Indiumorthophosphat ist ein Bestandteil von Zahnzementen.

Lieferungen

Indium wird über die Straße geliefert. Eine Sendung pro Empfänger wird auf der Schiene befördert. Die Marken In000 und In00 werden in Form von Barren oder Pyramiden mit einem Gewicht von 50 g bis 1 kg transportiert. Für andere Sorten - bis zu 3 kg. Bei Bedarf können In000-Barren 20-50 g wiegen, während Barren nach der Czochralski-Methode bis zu 2,5 kg wiegen können. Die Sorte In00 wird in Stangen mit einem Durchmesser von 21-25 mm und einer Länge von 50-70 mm oder mit einem Durchmesser von 22-24 mm und einer Länge von 63-67 mm geliefert.

Geringfügige Oberflächenfehler sind innerhalb der in der Norm festgelegten Grenzen zulässig. Jeder Barren ist gekennzeichnet. Die Indiumbarren In000 und In0000 werden jeweils einzeln in Polyethylenverpackungen verpackt. In00 und In0 Barren können paarweise verpackt werden. In2-Barren werden entweder in Polyethylenfolie oder in Wachspapier verpackt.

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