鍺的作用和用途是什么呢?稀散準金屬“鍺”的神奇之處
鍺在漢字中雖然是“金”字旁,但它是一種稀有準金屬,通俗點講就是,它的性質是一半石頭、一半金屬,能被用作半導體。鍺同碳、硅、錫、鉛同屬于碳族,ZUI外層有4個電子。它的化學符號是Ge,原子序數是32。
鍺于1886年,由化學家克萊門斯溫克勒(Clemens Winkler)通過分析銀輝石礦而被發現,溫克勒為了紀念自己的祖國德國,將這種新發現的元素命名為(Germania),所以我們叫它鍺是一種直譯。
鍺單質是一種灰白色類金屬,有光澤,質硬,熔點為939C、沸點為2833C,與同族的錫與硅相近,不溶于水、鹽酸、稀苛性堿溶液,溶于王水、濃硝酸或硫酸,具有兩性,故溶于熔融的堿、過氧化堿、堿金屬硝酸鹽或碳酸鹽,在空氣中緩慢氧化,在自然界中,深圳生活網鍺共有五種同位素:Ge70,Ge72,Ge73,Ge74,Ge76。
鍺在地殼中的含量為百萬分之2,是地殼中第52個尤為豐富的元素,作為對比,硅在地殼中的含量為28%,是第二大含量的元素。但鍺是地殼中特別分散的元素之一,含鍺的礦石很少,所以長時期以來沒有被工業規模的開采,同鎘、鎵、銦、鉈、硒、碲、錸7種元素同被稱為稀散元素或稀散金屬,稀散金深圳生活網屬對高科技和未來能源的發展具有舉足輕重的地位, 被西方發達國家視為21世紀的戰略物資, 并加以資源保護和戰略儲備。
紅外光學透鏡、棱鏡、高透光玻璃(主要應用領域)
鍺在紅外光學方面的用量占總用量之首,鍺晶體折射系數很高,只對紅外光透明,而對可見光和紫外光不透明,作為光學材料具有獨特的優異性能,用于制作專透紅外光鍺窗、棱鏡及透鏡,美國和日本一直把鍺烷作為戰略儲備物資用于軍事方面。
軍用熱成像系統要求光學系統有較大的通光口徑和大的相對孔徑,因而需要用到高質量大直徑的鍺晶體,一個熱成像儀的光學系統必須有3-7個透鏡或棱鏡,這樣就需要幾公斤鍺晶體。
但在紅外方面并非不可替代,氟化鈣,晶體硅或新開發的特深圳生活網殊類型的硫屬化物玻璃均可用于替代。
二氧化鍺制作的鍺玻璃,比類似的硅酸鹽玻璃具有更高的折射率和色散,紅外光透過率可達70一80%,可用于制造相機的廣角透鏡和顯微鏡。
光纖中的鍺是以高純四氯化鍺作為原料,在光纖加工過程中變成為二氧化鍺,摻雜后,可提高光纖折射率,降低信號傳輸的損耗。
半導體
鍺在1950年至1970年間,曾被大量制造成鍺晶體管,后因硅的提純技術發展和大量使用才漸漸被替代,但鍺器件具有其它器件所無法比擬的優越性,鍺粉具有非常小的飽和電阻,幾乎無熱輻射、功耗極小等優點,因而仍被應該于特殊領域的特定場景。鍺烷還應用于 90 nm以上 CMOS( 數碼攝像器材感光元件)的生產。
鍺還可被用作電離輻射探測器,主要應用在核物理領域,用于檢測伽馬光譜和X射線光譜。鍺探測器有鍺(鋰)探測器和高純度鍺探測器兩種,(鋰)探測器需要在液氮下工作和保存。高純度鍺探測器則可以在室溫下工作,但純度要求極高(99.99999999999%),其大直徑單晶只有美、法、德、比利時等國能小批量生產。
生物保健
鍺以有機化合物(有機鍺)形式存在于人參、當歸、枸杞子、靈芝等天然植物里,學名“倍半氧化羧基鍺”,能顯著地誘導體內產生干擾素和白細胞介素能力,促進人體 T、B淋巴細胞功能增強,還能保護人體不受自由基反應的損傷,延緩人體衰老進程。
有機鍺化合物可用于治療癌癥及白血球低的病癥,并能防止由于病毒、細菌及原生質所引起的各種動物疾病。一種含有二氧化鍺的醫用牙膏能治愈牙齦炎。由有機和無機鍺制成的鍺補充劑已作為能夠治療白血病和肺癌的替代藥物在市場上銷售,但值得注意的是,美國食品和藥物管理局的研究得出的結論是,無機鍺當用作營養補充劑時,“對人體健康構成潛在危害”。
此外鍺具備多方面的特殊性質,還被應用于溫差電池、第三代鍺量子點太陽能電池、超導、玻璃半導體、熒光體、激光器、焊劑、熱敏電阻、電子工業合金預處理、光學工業和石油精制催化劑等等。
氧化鍺由玻璃瓶包裝,每瓶凈重25kg。應貯存在通風、干燥的庫房中。包裝應密封、防潮,勿與堿類、酸類接觸。裝卸時要輕拿輕放,防止玻璃瓶破裂。失火時,可用水、砂土、各種滅火器撲救。毒性及防護:干燥的氧化鍺對皮膚無刺激作用,但對結膜有刺激作用。操作中要防止鍺和氧化鍺的氣溶膠對于呼吸器官和皮膚的作用。注意佩戴勞保用品。