Gallium – vielseitig verwendbar und immer gut für verblüffende Effekte
2. Oktober 2017
Technologiemetalle – ein vieldeutiger Begriff
2. Oktober 2017
 

Indium – ein strategisches Metall mit glänzenden Aussichten


Indium ist sehr selten und besitzt einzigartige Eigenschaften. Es ist für viele Anwendungen in Zukunftstechnologien unverzichtbar und nur sehr schwer ersetzbar. Zum Beispiel findet Indiumzinnoxid – eine verarbeitete Form des Metalls - heute Verwendung als transparenter Leiter in allen Displays, im iPhone wie im Flachbildschirm, im Handy wie im Computer. Oder als Beschichtung in der Photovoltaik und in Lagern von Flugzeugmotoren.

Indium ist deshalb als Rohstoff in der Wirtschaft von großer strategischer Bedeutung. Der Bedarf ist enorm – mit steigender Tendenz!

Besondere Eigenschaften:

Indium ist ein silbergrau-glänzendes Schwermetall. Als chemisches Element ist es im Periodensystem der Borgruppe zugeordnet und wird mit dem Symbol In und der Ordnungszahl 49 bezeichnet.

In Reinform ist Indium sehr weich. Man kann es mit dem Fingernagel einkerben. Wenn man es starkbiegt, brechen die Kristalle, sammeln sich neu und erzeugen dabei ein quietschendes Geräusch, das sogenannte „Zinngeschrei“.

Der Schmelzpunkt von Indium ist mit 156,6 °C für Metalle sehr niedrig. Nur Quecksilber und Gallium haben einen niedrigeren Schmelzpunkt. Indium ist über einen sehr großen Bereich von 2000 °C flüssig. In diesem Zustand kann es Materialien mit einem sehr dünnen leitfähigen Film überziehen.

Name, Symbol, OrdnungszahlIndium, In, 49
SerieMetalle
Gruppe, Periode, Block13, 5, p
Aussehensilbrig glänzend grau
CAS-Nummer7440-74-6
Massenanteil an der Erdhülle0,1 ppm
Atommasse114,818(1)u
Atomradius (berechnet)155 (156) pm
Kovalenter Radius144 pm
Van-der-Waals-Radius193 pm
Elektronenkonfiguration[Kr] 4d105s25p1
1. Ionisierungsenergie558,3 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie1820,7 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie2704 kJ/mol
Aggregatzustandfest
Kristallstrukturtetragonal
Dichte7,31 g/cm3
Mohshärte1,2
Magnetismusdiamagnetisch (Χm = −5,1 · 10−5)
Schmelzpunkt429,7485K (156,5985 °C)
Siedepunkt2273 K(2000 °C)
Molares Volumen15,76 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme225 kJ/mol
Schmelzwärme3,26 kJ/mol
Dampfdruck1 Pa bei 1196 K
Schallgeschwindigkeit1215 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität233 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit12,5 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit81,6 W/(m · K)
Oxidationszustände3, 1
Normalpotential−0,343 V (In3+ + 3e → In)
Elektronegativität1,78 (Pauling-Skala)
 
(Quelle: Wikipedia)

Vorkommen, Produktion und Recycling

Indium wird meist als Nebenprodukt bei der Herstellung von Zink oder Blei gewonnen. Über mehrfache Extraktion und Elektrolyse kann letztendlich ein Rohprodukt mit einem Reinheitsgrad von 99,99 % gewonnen werden. Zu Handelszwecken wir das Produkt zum Teil in Barren gegossen. Über 70 Prozent des weltweit geförderten Indiums werden zu Indiumzinnoxid weiterverarbeitet. Dem Indiumoxid wird eine geringe Menge Zinnoxid beigefügt. Dadurch erhält man eine transparente und leitfähige Verbindung, die zum Beispiel als Ausgangsstoff für LCD-Bildschirme und Leuchtdioden verwendet werden kann.

Indium in reiner und elementarer Form ist sehr selten. Seine Häufigkeit entspricht in etwa der von Silber. Die größten Vorkommen von Indium sind in Zinkerzen gebunden. Die Rohstoffreserven werden zurzeit weltweit auf rund 16.000 Tonnen geschätzt, wirtschaftlich abbaubar sind etwa 11.000 Tonnen. Die größten Vorkommen findet man in China, Kanada und Peru. Indiumhaltige Erze werden aber auch in Australien, Brasilien, Bolivien, Japan, Russland, Südafrika Afghanistan, in den USA und in einigen europäischen Ländern abgebaut. In Deutschland liegen geringe Vorkommen im Erzgebirge und im Harz.

Obwohl Indium zu einem großen Teil in Anwendungen der Konsum- und Gebrauchsgüterindustrie Verwendung findet, werden weltweit weniger als 1 Prozent aus Abfällen recycelt. Dieser Anteil wird in erster Linie aus Flachbildschirmen in Asien zurückgewonnen. Japan spielt bei der Rückgewinnung von Indium eine führende Rolle. In Deutschland gibt es zurzeit nur einige Pilotprojekte.

Raffinerieproduktion nach Ländern (2008)
LandTonnenAnteil an
Weltproduktion
Volksrepublik China330058,1 %
Japan060010,6 %
Kanada050008,8 %
Südkorea050008,8 %
Belgien030005,3 %
Russland012002,1 %
Peru006001,1 %
andere030005,3 %
Gesamt:568100,0 %
(Quelle: Wikipedia)

Jährliche Produktionskapazität

(Quelle: Wikipedia)

Anwendungsgebiete und Einsatzmöglichkeiten

Anwendungen mit Bildbeispielen oder/und Grafiksymbolen unterstützen Die Anwendungsgebiete von Indium sind vor allem im Bereich wichtiger Kommunikations- und Zukunftstechnologien sehr vielfältig und von großer Bedeutung. Diese Produktbereiche sind zudem gekennzeichnet durch schnelles und starkes Wachstum. Das heißt: der Bedarf an Indium steigt stetig.

Indium wird hauptsächlich in Form von Indium-Zinn-Oxid (ITO) als transparenter Leiter in Flachbildschirmen eingesetzt. Mit einem Anteil von über 70 Prozent an der Gesamtnachfrage ist dies das Hauptanwendungsfeld. Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich ist die Photovoltaik. Vor allem bei Dünnschicht-Solarzellen werden Kupfer-Indium-(Gallium)-Diselinide eingesetzt. Auch bei der Herstellung von weißen LED (Light Emitting Diode) spielt Indium in Form von Indiumgalliumnitrid (InGaN) eine wichtige Rolle.

Außerdem wird Indium bei der Herstellung von elektronischen und optischen Erzeugnissen als Legierungselement zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und der Härte von Metallen eingesetzt. Darüber hinaus finden Indiumoxide in Batterien Verwendung.