Галистан
Эвтектический сплав галлия (68–69 %), индия (21–22 %) и олова (9,5–10 %), остающийся жидким от −19 °C до очень высоких температур (верхний предел определяется исполнением термометра и геометрией капилляра). Разработан как экологически безопасная альтернатива ртути в термометрах в связи с международным запретом на ртутные медицинские термометры (Минаматская конвенция 2013 года).
История и состав
Название «галистан» составлено из первых слогов названий компонентов: Галлий + Индий + Станнум (лат. олово). Разработан в начале 1990-х годов как термометрическая жидкость для нового поколения безртутных клинических термометров. В России безртутные медицинские термометры с галистаном включены в Госреестр СИ под обозначением ЭкА.
Эвтектический состав (минимум температуры плавления):
| Компонент | Массовая доля, % |
|---|---|
| Галлий (Ga) | 68,5 |
| Индий (In) | 21,5 |
| Олово (Sn) | 10,0 |
Точка плавления эвтектики — около −19 °C; галлий один имеет точку плавления +29,8 °C, индий +157 °C, олово +232 °C.
Сравнение со ртутью
Сравнение термометрических жидкостей:
| Параметр | Ртуть | Галистан |
|---|---|---|
| Точка плавления, °C | −38,9 | −19 |
| Плотность, г/см³ | 13,5 | 6,44 |
| Токсичность | Высокая | Отсутствует |
Преимущества галистана перед ртутью: нетоксичен, не испаряется (разлитый при разрушении термометра галистан просто собирается и не выделяет паров), экологически безопасен.
Недостатки галистана: выше точка замерзания (критично для полевых термометров в зимних условиях); коэффициент объёмного расширения ниже, чем у ртути, — столбик короче при той же температуре, что снижает разрешающую способность шкалы.
Обработка стеклянной поверхности
В необработанном капилляре галистан может смачивать стекло, поэтому при изготовлении термометров внутреннюю поверхность капилляра обрабатывают специальным покрытием. После этой обработки галистан, как и ртуть, не смачивает стекло внутри капилляра, не оставляет следов и формирует устойчивый мениск — поэтому галистановый термометр не уступает по точности ртутному.
Конкретный состав обрабатывающего покрытия — коммерческое ноу-хау производителя и в открытых источниках не раскрывается.
Применение
Медицинские термометры. Основное применение в России — безртутный медицинский термометр ЭкА («экологически безопасный»), диапазон +35 до +42 °C. Соответствует ГОСТ Р ИСО 80601-2-56-2015 (международный стандарт на клинические термометры).
Бытовые термометры. Комнатные и уличные термометры с галистаном заменяют устаревшие ртутные версии в квартирах и школах.
Охлаждающие жидкости для электроники. Высокая теплопроводность — существенно выше, чем у воды и масел, — делает галистан перспективной средой для охлаждения мощных электронных компонентов.
Альтернативные приборы. Некоторые типы манометров, барометров, лабораторных термометров переходят с ртути на галистан для минимизации экологических рисков при эксплуатации и утилизации.
Связанные понятия
Ртуть — традиционная термометрическая жидкость. Термометр медицинский — основная область применения. Минаматская конвенция — международный документ, ограничивающий применение ртути с 2013 года.
