锗的性质历史和应用-锗回收公司揭秘
锗是一种稀有的银色半导体金属，用于红外技术、光纤电缆和太阳能电池。
锗的性质
从技术上讲，锗被归类为准金属或半金属。具有金属和非金属特性的一组元素中的一种。
在其金属形式中，锗呈银色，坚硬且易碎。
锗的独特特性包括对近红外电磁辐射（波长在1600-1800纳米之间）的透明性、高折射率和低光学色散。准金属本质上也是半导体的。
锗的历史
元素周期表之父德米特里·门捷列夫（DemitriMendeleev）在1869年预言了第32号元素的存在，他将其命名为ekasilicon。十七年后，化学家ClemensA.Winkler发现并从稀有矿物银辉石(Ag8GeS6)中分离出该元素。他以他的家乡德国命名该元素。
在1920年代，对锗的电学特性的研究导致了高纯度单晶锗的发展。二战期间，单晶锗被用作微波雷达接收器的整流二极管。
1947年12月，在贝尔实验室的JohnBardeen、WalterBrattain和WilliamShockley发明晶体管之后，锗的第一次商业应用出现在战后。在接下来的几年里，含锗晶体管进入了电话交换设备、军用计算机、助听器和便携式收音机。
然而，1954年之后，德州仪器公司的戈登·蒂尔发明了硅晶体管，情况开始发生变化。锗晶体管在高温下容易失效，这个问题可以用硅来解决。在Teal之前，没有人能够生产出纯度足以替代锗的硅，但在1954年之后，硅开始在电子晶体管中替代锗，到1960年代中期，锗晶体管几乎不存在。
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新的应用程序即将到来。锗在早期晶体管中的成功导致了更多的研究和锗的红外特性的实现。最终，这导致准金属被用作红外(IR)透镜和窗口的关键组件。
1970年代发射的第一个航海者太空探索任务依赖于硅锗(SiGe)光伏电池(PVC)产生的电力。锗基PVC对卫星运行仍然至关重要。
1990年代光纤网络的发展和扩张导致对锗的需求增加，锗用于形成光缆的玻璃芯。
到2000年，依赖于锗基板的高效PVC和发光二极管(LED)已成为该元素的主要消费者。
锗的生产
像大多数次要金属一样，锗是作为贱金属精炼的副产品生产的，而不是作为主要材料开采的。
锗最常由闪锌矿锌矿石生产，但也已知从粉煤灰煤（由燃煤电厂生产）和一些铜矿石中提取。
无论材料来源如何，所有锗精矿都首先使用产生四氯化锗(GeCl4)的氯化和蒸馏工艺进行纯化。然后将四氯化锗水解并干燥，产生二氧化锗(GeO2)。然后用氢还原氧化物以形成锗金属粉末。
锗粉在超过1720.85°F(938.25°C)的温度下铸成条。
区域精炼（熔化和冷却过程）分离并去除杂质，最终生产出高纯度锗棒。商业锗金属的纯度通常超过99.999%。
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区域精炼锗可以进一步生长成晶体，然后将其切成薄片，用于半导体和光学透镜。
美国地质调查局(USGS)估计2011年全球锗产量约为120公吨（含锗）。
据估计，全球每年有30%的锗产量是从废弃材料中回收的，例如退役的红外透镜。IR系统中使用的锗估计有60%被回收利用。
最大的锗生产国以中国为首，2011年中国生产了三分之二的锗。其他主要生产国包括加拿大、俄罗斯、美国和比利时。
主要的锗生产商包括泰克资源有限公司、云南临沧鑫源锗业有限公司、优美科和南京锗业有限公司。
锗的应用
根据美国地质调查局，锗应用可分为5组（其次是总消耗量的大致百分比）：
红外光学-30%
光纤-20%
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)-20%
电子和太阳能-15%
磷光体、冶金和有机物-5%
锗晶体生长并形成用于红外或热成像光学系统的透镜和窗口。在严重依赖军事需求的所有此类系统中，约有一半包括锗。
系统包括小型手持和武器安装设备，以及空中、陆地和海上车载系统。已经努力发展基于锗的红外系统的商业市场，例如高端汽车，但非军事应用仍仅占需求的12%左右。
四氯化锗用作掺杂剂或添加剂，以增加光纤线路的石英玻璃芯的折射率。通过掺入锗，可以防止信号损失。
锗的形式也用于生产用于空间（卫星）和地面发电的PVC。
锗基板在也使用镓、磷化铟和砷化镓的多层系统中形成一层。这种系统被称为聚光光伏（CPV），因为它们使用聚光透镜，在太阳光转化为能量之前将其放大，具有高效率水平，但制造成本高于晶体硅或铜铟镓二硒化物（CIGS）细胞。
每年约有17公吨二氧化锗用作PET塑料生产中的聚合催化剂。PET塑料主要用于食品、饮料和液体容器。
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尽管在1950年代作为晶体管失败了，但锗现在与硅一起用于一些手机和无线设备的晶体管组件中。与硅基技术相比，SiGe晶体管具有更高的开关速度和更低的功耗。SiGe芯片的最终用途之一是汽车安全系统。
锗在电子产品中的其他用途包括同相存储芯片，由于其节能优势，它们正在取代许多电子设备中的闪存，以及用于生产LED的基板。
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