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49In 인듐 Indium |
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| 분류 | 전이후 금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 114.818 | 밀도 | 7.31 g/cm3 |
| 녹는점 | 156.5985 °C | 끓는점 | 2072 °C |
| 용융열 | 3.281 kJ/mol | 증발열 | 231.8 kJ/mol |
| 원자가 | 3 | 이온화에너지 | 558.3, 1820.7, 2704 kJ/mol |
| 전기음성도 | 1.78 | 전자친화도 | 28.9 kJ/mol |
| 발견 | F. Reich, H. T. Richter (1863) | ||
| CAS 등록번호 | 7440-74-6 | ||
| 이전 원소 | 카드뮴(Cd) | 다음 원소 | 주석(Sn) |
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| 트랜지스터에서는 P형 반도체로 인듐을 사용한다. | 인듐괴 |
1. 개요
인듐은 녹는점이 낮은 흰색의 부드러운 전이후 금속 원소로, 칼 등으로도 자를 수 있다. 잘하면 껌처럼 씹을 수도 있다.1863년, 독일의 라이히 교수는 섬아연광 제련 후에 나온 찌꺼기를 분석 중에 보리색의 침전물을 얻는 데 성공했다. 라이히는 색맹이었기 때문에 조수 리히터에게 스펙트럼 측정을 맡겼고, 거기서 방출 스펙트럼이 남색(Indigo) 선을 발견해, 신원소 인듐의 어원이 된다. 한때 인듐의 생산량이 가장 많은 광산은 삿포로 시의 토요하 광산이었으나 채산성 악화와 금속자원 고갈로 인해 2006년 3월 31일을 기해 채굴이 정지되었다. 현재 최대 인듐 생산국은 중국이며, 최대 소비국은 일본이다.
2. 동위원소
동위원소들 중에서는 인듐-113만이 안정하나 인듐-113은 지구 전체 인듐의 약 4% 정도밖에 차지하지 않으며 지구 인듐의 대부분을 차지하는 인듐-115는 방사성 물질로 주석-115로 베타 붕괴한다. 하지만 반감기가 현재 우주의 나이보다 40000배나 긴 4.41×1014년으로 방사능 그 차체는 문제가 되지 않는다.[1] 다만 인듐 자체가 중금속이기 때문에 안전한 건 아니다.3. 용도
인듐은 텔레비전이나 컴퓨터의 액정 화면 유리의 투명 전극 재료로 주로 쓰인다.
LCD TV나 노트북의 액정 디스플레이( LCD)에는 인듐 산화물(주석과의 3원계 물질인 ITO나 아연과의 3원계 물질인 IZO, 주로 ITO가 많이 사용됨)이 투명전극으로 사용되며, 지금의 하이테크 기술에는 빼놓을 수 없는 존재이다. 인듐의 얇은 막은 전기가 잘통하는 금속이면서도 빛을 잘 통과시는 투명성을 가지고 있다. LCD는 액정 패널에 전압을 가해 액정분자의 방향을 변화시켜 이 움직임으로 백 라이트 등의 빛을 제어해 화상을 그려내는 구조이다. 이 액정에 전압을 가하기 위한 도선이 ITO다. 보통, 금속은 전기는 통과시키지만 빛은 통과시키지 않는다. 그래서 보통의 도선을 사용하면 화상에 도선의 그림자가 섞여 버리는 것이다. 하지만 인듐 산화물은 전기를 통과시킬 뿐만 아니라 빛을 통과시키는 투명성을 가지고 있다. 이 성질을 이용해 LCD나 AMOLED 등 박막 트랜지스터를 사용하는 디스플레이에는 인듐 산화물을 얇게 편 투명전극이 쓰인다. 다만 힘을 받았을 때 쉽게 깨지고 휘었을 때 전기전도도가 떨어지는 특성이 있어 플렉시블 디스플레이에는 그래핀이 전극 재료로 주목받고 있다.
화합물 반도체 제조 때에는 3족 원소로 쓰이고 바이폴라 트랜지스터 등을 만들때 첨가물로 쓰인다.
인듐은 매우 부드러운 금속이라 구멍난 데를 때운다든지 개스킷 같은 용도로도 쓰인다. 또한 매우 무른 금속이라 찰흙처럼 가지고 놀아도 무방하다. 또 녹는 온도가 낮아서 비스무트 등과 합금은 녹는점이 섭씨 42-60°C 정도 밖에 되지 않아 마치 파라핀처럼 뜨거운 물에도 녹을 정도라 주조, 공작 등 여러 용도에 쓰인다. 또한 갈륨과 인듐, 주석의 합금인 갈린스탄은 녹는 온도가 -19°C라 상온에서 액체로 존재하며, 수은에 비해 독성이 적어 그 대체 물질로서 원자로 냉각재, 체온계 재료 등으로 사용된다.
컴덕들에게 있어서도 상당히 친숙한 물질이다. CPU의 솔더링이 바로 이 물질을 이용한 것이다. 납보다 훨씬 낮은 온도에서 녹으면서도 열전도율이 매우 높기 때문에 CPU에 손상을 최대한 가하지 않으면서도 히트스프레더를 통해 방열량을 높이고 코어를 보호할 수 있으므로 애용된다. 사실 실리콘 칩을 니켈 도금된 구리 재질인 히트스프레더에 용접할 수 있는 유일한 물질이다. 인듐 뿐만 아니라 금도 사용해야 하고 일반적인 납땜과는 다르게 인듐이 금과 니켈 분자 사이로 확산되면서 합금을 형성, 두 종류의 금속을 서로 접합시킨다.
다만 인텔은 2012년 아이비브릿지 이후 인텔은 코어 i 시리즈 8세대까지 제온 E5 이상의 제품군과 HEDT 제품군을 제외한 나머지 모든 CPU는 서멀 그리스로 교체하였다. 이에 뚜따라는 개조행위가 성행하게 된다. 2017년에는 인텔 코어 X 시리즈 (과거의 HEDT, 익스트림) 라인업까지도 서멀 그리스를 사용했다. 그러다가 나중에 9세대 코어 i 시리즈 일부 CPU와 코어 X 시리즈도 솔더링으로 환원되었다. AMD RYZEN 시리즈 데스크탑 프로세서는 레이븐 릿지를 제외한 서밋/피나클 릿지 전 라인업[2]이 솔더링을 사용한다. 이외에도 리퀴드 프로 등 전도성 서멀 그리스에 쓰이기도 한다. 이런 고성능 컴퓨터 칩과 방열판 사이의 열전달용으로 쓰이는 인듐 등 합금제 서멀그리스를 리퀴드 메탈이라고 부르기도 한다.
현대자동차 등 일부 자동차 제조사들이 전방 레이더센서를 엠블렘 뒤에 숨기는 식으로 디자인하는데, 이 때 엠블렘을 인듐으로 제작한다. 일반 크롬은 전파를 차단하기 때문에 인듐을 사용하는 것이다.
4. 듐금속?
출처"黃酸溶液中에서 粒子狀인 듐金屬의 浸出反應速度에 關한 硏究"[3]라는 논문에서 유래된 띄어쓰기 개그로, "인듐 금속"에서 띄어쓰기를 왼쪽으로 한칸 옮기면 "인 듐금속"이 된다.
끝말잇기에서 "~듐"의 대항마로 떠올랐던 단어로, 예를 들어 스칸듐이 나오면 듐금속으로 받아치는 것이다.
"금속으로 분류되는 미세한 알갱이"라는 뜻으로 소개되면서 유명해지는 듯싶었지만 애초에 "듐금속"이라는 단어는 사전에 없다.
한편으로는 인듐의 낮은 저명성을 보여주는 단어이기도 하다. 본래 이름인 "인듐" 금속이 아닌 잘못된 단어인 "듐금속"으로 알려져 있을 정도면...
5. 여담
자연로그의 기호 ln과 모양이 매우 비슷하다. 또한 화학식에서 지시약을 In으로 줄여 나타내기도 한데, 이 경우는 아예 표기가 똑같다. 화학식의 맥락에 따라 In이 인듐인지 임의의 지시약을 기호로 나타낸 것인지 구분할 필요가 있다.
[1]
참고로
바나나 등에 많이 포함된
칼륨(포타슘)-40(40K)의 반감기가 1.251×109년이다.
[2]
10만원짜리 라이젠 3 도 솔더링을 한다!! 다만 APU에는 솔더링이 아닌, 서멀 그리스를 쓴다.
[3]
황산용액중에서 입자상인 듐금속의 침출반응속도에 관한 연구