Үл хөдлөх хөрөнгө, Түүх, Үйлдвэрлэл, Програмын тухай мэдээлэл авах
Германи нь хэт ягаан туяаны технологи, шилэн кабелийн утас, нарны зайд хэрэглэдэг ховор, мөнгөн өнгөтэй хагас дамжуулагч метал юм.
Үл хөдлөх хөрөнгө
- Атомын тэмдэг: Ge
- Атомын дугаар: 32
- Элемент Ангилал: Металлоид
- Нягт: 5.323 г / см3
- Хайлуулах цэг: 1720.85 ° F (938.25 ° C)
- Буцалгах цэг: 5131 ° F (2833 ° C)
- Mohs хатуулаг: 6.0
Онцлог шинжүүд
Техникийн хувьд, германиум нь металоид эсвэл хагас метал гэж ангилдаг. Металл болон металлын аль алиных нь шинж чанарыг агуулсан бүлэг элементүүдийн нэг.
Металлын хувьд германи нь мөнгөний өнгөтэй, хатуу, хэврэг байдаг.
Германий өвөрмөц шинж чанар нь хэт улаан туяаны цахилгаан соронзон цацраг (1600-1800 нанометр), түүний хугарлын илтгэгч өндөр, бага оптикийн тархалтаас ил тод байна.
Металлоид нь хагас дамжуулалттай байдаг.
Түүх
Тогтмол хүснэгтийн эцэг Демитрийн Менделеев 1893 онд элакаксикон хэмээх нэртэй элемент 32 байгааг тогтоожээ . 17 жилийн дараа химич Клеменс А.Винклер ховор эрдэс баялгийн арлерит (Ag8GeS6) -аас элементийг тусгаарлаж, тусгаарлажээ. Тэрбээр эх орныхоо дараа элементийг нэрлэжээ.
1920-иод оны үед германиумын цахилгаан шинж чанарыг судлахад өндөр цэвэршилт, нэг болор германиумыг бий болгосон. Дэлхийн 2-р дайны үед нэг болор германиумыг богино долгионы радар хүлээн авагчдад засах диодыг ашигласан.
1947 оны арванхоёрдугаар сард Bell Labs-д транзисторуудаас John Walid, Walter Brattain, William Shockley нар Bell Labs-ээс 1973 оны 12-р сард дайны дараа ирсэн юм.
Дараа жилүүдэд германиум агуулсан транзистор нь телефон утасны солилцооны тоног төхөөрөмж, цэргийн компьютер, сонсголын аппарат, зөөврийн радиостанцад хүрэх боломжтой болсон.
1954 оноос хойш зүйл өөрчлөгдөж эхэлжээ. Гэсэн хэдий ч Texas Instruments-ийн Гордон Теал цахиур транзистор зохион бүтээсэн. Germanium транзистор өндөр температурт алдагдах хандлагатай байсан бөгөөд цахиурын уусмалаар шийдэгддэг.
Теал хүртэл хэн ч германумыг солихын тулд цахиурыг өндөр цэвэршилттэй болгож чадаагүй бөгөөд 1954 онд цахиур нь германиумыг электрон транзистороор сольж эхэлсэн бөгөөд 1960-аад оны дундуур германий транзистор бараг байхгүй байсан.
Шинэ програмууд ирэх болно. Эрт транзисторуудын германий амжилт нь германий хэт улаан туяаны шинж чанарыг илүү ихээр судлах, улмаар улам гүнзгийрүүлэхэд хүргэсэн. Эцсийн эцэст энэ нь металого нь хэт улаан туяаны (IR) линз болон цонхны гол бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглагдаж байна.
1970-аад онд анх Voyager сансрын хайгуулын анхны нисэх буудал нь цахиур-германиум (SiGe) фотовольтийн эсүүдээс (PVCs) үйлдвэрлэсэн хүчийг ашигладаг. Germanium дээр суурилсан PVC нь хиймэл дагуулын ажиллагаанд чухал үүрэгтэй хэвээр байна.
1990-ээд онд хөгжүүлэлтийн болон өргөтгөл, шилэн кабелийн сүлжээ нь гигабийн шилэн кабелийн үндсэн цөмийг бүрдүүлэх германиумын эрэлтийг нэмэгдүүлсэн.
2000 он гэхэд өндөр үр ашигтай PVC болон гэрэл ялгаруулах диодууд (LED) германий субстратаас хамааралтай болсон нь элементийн томоохон хэрэглэгчид болсон.
Бүтээгдэхүүн
Ихэнх бага хэмжээний металлын нэгэн адил германи нь үндсэн металлын боловсруулалтаар гардаг бөгөөд анхдагч материал болгон олборлодоггүй.
Германи нь sphalerite цайрын хүдрээс гаргаж авдаг боловч үнсний нүүрсний (нүүрсний цахилгаан станцаас гаргаж авсан) болон зарим зэсийн хүдрээс гаргаж авдгийг мэддэг.
Материалын эх үүсвэрээс үл хамааран бүх germanium баяжмалыг германий тетрахлорид (GeCl4) үйлдвэрлэх хлоржуулалт, нэрэх процессыг ашиглан цэвэршүүлдэг. Германий тетрахлоридыг гидролизд оруулж германиум диоксид (GeO2) үйлдвэрлэнэ. Үүний дараа устөрөгч нь германий металл нунтаг үүсгэдэг.
Germanium нунтаг нь 1720.85 ° F (938.25 ° C) температурт бааранд хаягдаж байна.
Бүс нутгийг цэвэршүүлэх (хайлах, хөргөх процесс) нь баарыг тусгаарлаж, бохирдлыг арилгах ба эцэст нь өндөр цэвэршилттэй германиум баарыг үйлдвэрлэдэг. Арилжааны германы метал нь ихэвчлэн 99.999% цэвэр байдаг.
Бүс-боловсруулсан германи нь цаашлаад хагас дамжуулагчид болон оптик линз ашиглан нимгэн зүсэлттэй зүслэг хийж, талст болгон хувиргаж болно.
Германий глобал үйлдвэрлэлийг АНУ-ын Геологийн Судалгаа (USGS) 2011 онд ойролцоогоор 120 метр тонн (германиум агуулсан) тооцоолсон.
Дэлхийн глобал үйлдвэрлэлийн 30% -ийг хаягдал материалаас гаргаж авсан, тухайлбал тэтгэвэрт гарсан IR линз гэх мэт дахин боловсруулдаг. IR системд ашигладаг германиумын 60% -ийг дахин боловсруулдаг.
Хамгийн том германий үйлдвэрлэгч улсууд нь Хятадаар удирдуулдаг бөгөөд германумынхаа гуравны хоёрыг үйлдвэрлэдэг. Бусад томоохон үйлдвэрлэгчид Канад, Орос, АНУ, Бельги улсууд ордог.
Гибраны томоохон үйлдвэрлэгч болох Teck Resources Ltd. , Юнань Lincang Xinyuan Germanium Industrial Co., Umicore, Нанжи Н Germanium Co.
Програмууд
USGS-ийн мэдээлснээр, германиий хэрэглээг 5 бүлэгт хувааж болно (нийт хэрэглээний ойролцоогоор хувийг):
- IR optics - 30%
- Fiber optics - 20%
- Полиэтилен липефалат (PET) - 20%
- Цахим болон нарны - 15%
- Фосфор, металлурги ба органик - 5%
Germanium кристал нь өсч, IR буюу дулааны дүрслэл оптик системд зориулсан линз, цонх болгон үүсгэсэн. Цэргийн эрэлт хэрэгцээ ихээхэн хамааралтай эдгээр системүүдийн бараг тал орчим нь германиумыг багтаадаг.
Системүүдэд жижиг гар зохион байгуулалт, зэвсэглэлд суурилсан төхөөрөмжүүд, түүнчлэн агаар, газар, далайд суурилсан тээврийн хэрэгслийн систем багтдаг. Германид суурилсан IR системийг өндөр чанартай машин гэх мэт арилжааны зах зээлийг нэмэгдүүлэхэд хүчин чармайлт гаргаж байгаа боловч эрэлт хэрэгцээний 12 орчим хувийг эзэлж байна.
Germanium tetrachloride нь допант эсвэл нэмэлт байдлаар ашиглагддаг. Энэ нь шилэн кабелийн шугамын цахиурын шилний цөм дэх хугарлын индексийг нэмэгдүүлдэг. Германиумыг оруулснаар дохиоллын алдагдлаас сэргийлэх боломжтой.
Германий хэлбэрүүдийг орон зайнаас (хиймэл дагуулууд) болон хуурай газрын эрчим хүч үйлдвэрлэхэд зориулж PVC үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Germanium substrates нь gallium, indium phosphide, gallium arsenide-г хэрэглэдэг олон давхар системд нэг давхарга үүсгэдэг. Нарны гэрлийг эрчим хүч болгон хувиргахаас өмнө өндөр хүчдэлийг хувиргах линзийг ашиглахаас хамаарч төвлөрсөн фотоволтайк (CPV) гэх мэт ийм системүүд нь өндөр үр ашигт түвшинтэй боловч цахиурын цахиур эсвэл зэс-индиум-галиороос илүү үйлдвэрлэхэд илүү өртөгтэй байдаг. депенсид (CIGS) эсүүд.
Геониум диоксидын 17 тонн орчим тонн нь ПП хуванцар үйлдвэрлэлд полимержих хурдасгагч болгон ашигладаг. PET хуванцарыг гол төлөв хүнс, ундаа, шингэн саванд хэрэглэдэг.
1950-иад онд транзисторийн хувьд алдаа гарсан ч германий одоо зарим гар утас, утасгүй төхөөрөмжүүдийн хувьд транзисторийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цахиурын хамт хэрэглэгддэг. SiGe транзистор нь цахиур дээр суурилсан технологийг бодвол илүү их хурдтай ажиллах чадвартай. SiGe чипийг ашигладаг нэг төгсгөлийн хэрэглээ нь автомашины аюулгүй байдлын системд байдаг.
Электроникийн германий хэрэглээний бусад хэрэглээ нь фазын санах ойн чип дээр суурилдаг бөгөөд тэдгээр нь эрчим хүчний хэмнэлттэй ашиг тус, мөн LED үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг бодисын хувьд олон электрон төхөөрөмжүүдийн флэш санах ойг орлуулж байдаг.
Эх сурвалж:
USGS. 2010 оны эрдсийн эмхтгэл: германиум. Дэвид Э.Губерман.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/
Minor Metals Trade Association (MMTA). Германиум
http://www.mmta.co.uk/metals/Ge/
CK722 музей. Жак тойргийн.
http://www.ck722museum.com/