【解读】GBT 1475-2022《镓》国家标准解读.pdf

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。 一 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。 二 主要制定过程 根据国