49  In
Indium 

 

Voorkomen
Naam
Wingebieden
Ontdekking
Bereiding vroeger
Bereiding nu
Toepassingen en toelichting
Verdere toepassingen

 
  

 

VOORKOMEN                        

2,5.10-5 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit indium; het is het 64e element in rangorde van voorkomen.

De belangrijkste mineralen zijn indiet (Fe+2In2S4) en roquesiet (Cu­InS2). Men treft het - in kleine hoeveel­heden - aan in talrijke minera­len, o.a. in sulfi­den, in aardolie en in steen­kool.

WINGEBIEDEN

Indiumhoudende mineralen worden gewonnen in Frank­rijk, Groot-Brittannië, Canada en Bolivia. Indiumverbindingen voor de productie van indium worden gewon­nen uit de vliegas van kolen- of oliegestookte centrales, uit de vliegas die vrijkomt bij het roosten van lood- en zinksulfi­de en uit het anodeslib bij de elektrolyse van cadmium, koper, lood en zink.

NAAM

De naam is afgeleid van het Latijnse indicum, wat blauw betekent, vanwege de heldere, blauwe spectraallijnen van indium in het spectrum. Ook de naam indigo, van de bekende blauwe kleurstof - o.a. voor spijkerbroeken - is hiervan afkomstig.

ONTDEKKING

Indium werd in 1863 door F. Reich en H. T. Richter ontdekt in zinkblende, afkomstig uit Freiburg, met behulp van spectroscopische analysemethoden.

BEREIDING VROEGER

Indium werd in 1867 bereid door C. A. Winkler door reduc­tie van het oxide met behulp van een waterstofstroom, nadat door veelvuldige scheidingen de verbindingen van zink, lood, ijzer en cadmium waren verwijderd.

BEREIDING NU

Indium wordt bereid door indiumhoudend materiaal ver­schei­dene malen te extraheren. Uit de verkregen indiumverbindin­gen (meestal sulfaat) wordt metallisch indium gewonnen door elektrolyse.

Zeer zuiver indium, o.m. voor elektronische toepassingen, wordt verkregen door zonesmelten. 

De wereldproductie bedraagt ongeveer 230 ton per jaar.

TOEPASSINGEN EN TOELICHTING

 

Zonnecel

Door opvallend zonlicht worden in een zonnecel (n- en p-type halfgeleider) elektronen vrijgemaakt of ontstaan 'gaten' (zie ook 14 - Silicium). De lagen zijn van elkaar geschei­den door de depletielaag, waarin onder invloed van het interne elektri­sche veld dat ontstaat doordat n- en p-laag op elkaar zijn aange­bracht, de elektro­nen en gaten geschei­den worden opgevan­gen. Hierdoor ontstaat een span­nings­verschil tussen de elek­troden. 

Als halfgeleidermateriaal voor dergelijke cellen gebruikt men indium en indiumselenide (InSe2), indiumgalliumnitride (InGaN) en koperindiumdiselenide (CuInSe2). 

Ook andere indiumverbindingen (als InGa, InSb, InAs, InP, In4Se5 en In6Se7) vinden toepassing als halfgeleider. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in transistors, diodes, infrarood­de­tec­toren en videocamera's. Ze worden echter steeds meer verdrongen door silicium.

In de nieuwe generatie (experimentele) zonnecellen wordt gebruikt van indiumtinoxide, dat is indiumoxide gedoteerd met enkele procenten tin(IV)oxide. 

 

Soldeer, glijlager

Een mengsel van 76 % gallium en 24 %  indium is laagsmeltend en wordt gebruikt voor solderen van sieraden. Het wordt al vloeibaar net boven kamertemperatuur. Indium kan soldeer vormen met een grote variëteit aan stoffen, zoals goud, lood, keramiek en glas. 

Indium wordt gelegeerd met glijlagerstaal. Het bevordert in sterke mate het loopvermo­gen van de lagers. Toevoegen van indium aan lood(legeringen) voor lagers bevordert de corrosiebestendigheid.

 

Lagers GP-motor

Indium legeert gemakkelijk met vele metalen. Toevoegen van indium aan metalen heeft (aan het oppervlak) een zeer sterk verlagende invloed op de wrijving. Een dunne coating van indium of een indiumlegering voorkomt het vastlopen van de zuigers in de cilinders bij de hoge temperaturen die daar optreden. Vooral bij motoren die grote prestaties moeten leveren, zoals bij vracht- en racewagens, wordt dit toegepast. Ook de kogellagers van racewagens  zijn van een dergelijke coating voorzien. 

Toevoegen van indium (tot max. 4 %) aan het staal bevordert de corrosiebestendigheid, waardoor het metaal zeer geschikt is voor gebruik in verbrandingsmotoren.

 

Glascoating

Indiumoxide (In2O3) wordt aan glas toegevoegd om een licht geel getint glas te verkrijgen, dat speciaal wordt gebruikt in auto’s. 

Glas voor o.a. vliegtuigramen en gevelbeplating wordt voorzien van een coating van indiumoxide of indiumtinoxide. Het is isolerend en maakt het glas transparant; bovendien geleid een dergelijk laagje de stroom, waardoor vliegtuigramen verwarmd kunnen worden. 

De vloeibare kristallen in het scherm van een portable PC bevatten zwarte of gekleurde kristallen die polariseren o.i.v. een elektrisch veld en daardoor licht al of niet doorlaten. De bovenste transparante elektrode bestaat uit glas met indiumoxide. Het scherm bevat een beschermingslaag van indiumoxide.

 

Onderzoek: bloed, long

Voor het opsporen van afwijkingen in de ophoping van bloedplaatjes of dreigende afstoting van getransplanteerde nieren worden bloedplaatjes met 111In-verbindingen (halve­ringstijd 67,4 uur) gemerkt, waardoor ze met behulp van gammacamera's na enige tijd kunnen worden getraceerd. Ook rode (voor o.a. het opsporen van verborgen maag- en darmbloedingen) en witte bloedli­chaam­pjes (voor het opspo­ren van de plaats van ontstekingen, abcessen en tumoren o.a. in de longen) kunnen met 111In worden ge­merkt. 

Ook bij het opsporen van het lekken van hersenvloeistof (o.a. bij schedelbasis­fractu­ren),  het traceren van cysten in de hersenen en het onderzoek naar beschadiging aan de hartspier wordt 111In gebruikt.

VERDERE TOEPASSINGEN

Toepassingen als niet -ontleedbare stof (element) of als legering:

beschermlaag metalen (50 mm; aan te brengen door diffusie bij 180 °C) 

drager voor halfgeleiders (met Ge)

droge batterij (met Zn; vervanger van Hg)

elektrische contacten

geneeskunde: vullingen voor tanden en kiezen (met Hg en Zn) 

lage druk natriumlampen (met SnO; zorgt voor beter rendement)

lagers (met Pb)

kernreactorregelstaaf (neutronenvanger; met Ag en Cd)

ruimtevaart (Indium behoudt zijn mechanische kwaliteiten bij zeer lage temperaturen en wordt daarom gebruikt in afdichtingen voor raketten en in hoogvacuümapparatuur - bij 10-5 Pa; 10° K) 

smeltveiligheid

spaarlampen (vanwege de hogere temperatuur van deze compacte TL-buis wordt een In/Hg-legering gebruikt)

spiegels, reflectoren

sprinklerinstallatie

 

Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding): 

beeldschermen (stabilisatie van het beeld)

InBO3

computerschakelingen

InP

detectoren voor het opsporen van magneetvelden

InAs

halfgeleiders

InSe2

 

InS6

kathodestraalbuizen

InP

lasers                     

InSb          

 

InAs

 

InP 

natriumlampen                                            

In2O3