ໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດ, ປະວັດ, ການຜະລິດ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ
ເຢຍລະມັນແມ່ນແຮ່ທາດທີ່ມີສີເງິນຫາຍາກທີ່ໃຊ້ໃນເຕັກໂນໂລຢຽມອິນຟາເລດ, ສາຍໄຟເບີອໍຕິກແລະຈຸລັງແສງຕາເວັນ.
ຄຸນສົມບັດ
- Atomic Symbol: Ge
- ປະລໍາມະນູຈໍານວນ: 32
- Element ປະເພດ: Metalloid
- ຄວາມຫນາແຫນ້ນ: 5323 g / cm3
- Melting Point: 172085 F (93825 C)
- ຈຸດເດືອດ: 5131 ° F (2833 ° C)
- Mohs ແຂງ: 60
ຄຸນລັກສະນະ
ດ້ານວິຊາການ, germanium ແມ່ນຈັດເປັນ metalloid ຫຼືເຄິ່ງໂລຫະ. ຫນຶ່ງໃນກຸ່ມຂອງອົງປະກອບທີ່ມີຄຸນສົມບັດຂອງໂລຫະແລະໂລຫະທີ່ບໍ່ແມ່ນໂລຫະ.
ໃນຮູບໂລຫະຂອງມັນ, germanium ແມ່ນເງິນທີ່ມີສີ, ແຂງ, ແລະພ້ຽນ.
ຄຸນລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ Germanium ປະກອບມີຄວາມໂປ່ງໃສໃນການຮັງສີໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບອິນຟາເລດ (ຢູ່ໄລຍະເວລາຄວາມຍາວ 1600-1800 nanometers) ດັດຊະນີການສະທ້ອນສູງຂອງມັນແລະການກະຈາຍແສງສະຫວ່າງທີ່ຕໍ່າຂອງມັນ.
metalloid ແມ່ນ intrinsically semiconductive.
ປະວັດສາດ
Demitri Mendeleev, ພຣະບິດາຂອງຕາຕະລາງໄລຍະເວລາ, ຄາດຄະເນການມີຢູ່ຂອງອົງປະກອບທີ່ 32, ທີ່ເຂົາຊື່ວ່າ ekasilicon , ໃນປີ 1869. ສິບເຈັດປີຕໍ່ມາ chemist Clemens A. Winkler ຄົ້ນພົບແລະແຍກຕົວອອກຈາກອົງປະກອບ Argyrodite ແຮ່ທາດທີ່ຫາຍາກ (Ag8GeS6). ພຣະອົງໄດ້ຕັ້ງຊື່ອົງປະກອບຫຼັງຈາກທີ່ບ້ານເກີດຂອງລາວ, ເຢຍລະມັນ.
ໃນລະຫວ່າງປີ 1920, ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງດ້ານໄຟຟ້າຂອງ germanium ໄດ້ເຮັດໃຫ້ການພັດທະນາຄວາມຫມັ້ນຄົງສູງ, germanium ດຽວດຽວກັນ. germanium ດ່ຽວດຽວກັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ diode rectifying ໃນ radar receivers microwave ໃນໄລຍະສົງຄາມໂລກຄັ້ງທີ II.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດ້ານການຄ້າຄັ້ງທໍາອິດສໍາລັບ germanium ໄດ້ມາຫຼັງຈາກສົງຄາມ, ຫຼັງຈາກການ invention ຂອງ transistors ໂດຍ John Bardeen ໄດ້, Walter Brattain, ແລະ William Shockley ຢູ່ Bell Labs ໃນເດືອນທັນວາ 1947.
ໃນປີຕໍ່ໄປ, transistors ທີ່ມີ germanium ພົບວິທີການຂອງເຂົາເຈົ້າໃນອຸປະກອນປ່ຽນເຄື່ອງໂທລະສັບ, ເຄື່ອງຄອມພິວເຕີ້, ເຄື່ອງຊ່ວຍຟັງແລະວິດຖ່າຍ.
ສິ່ງທີ່ເລີ່ມມີການປ່ຽນແປງຫຼັງຈາກປີ 1954, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອ Gordon Teal ຂອງ Texas Instruments invented a silicon transistor. transistors Germanium ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສູນເສຍໃນອຸນຫະພູມສູງ, ບັນຫາທີ່ສາມາດແກ້ໄຂດ້ວຍຊິລິໂຄນ.
ຈົນກ່ວາ Teal, ບໍ່ມີໃຜສາມາດຜະລິດຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດພຽງພໍເພື່ອທົດແທນ germanium, ແຕ່ຫຼັງຈາກປີ 1954, ຊິລິກເລີ່ມແທນ Germanium ໃນ transistors ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະໃນກາງຊຸມປີ 1960, transistor germanium ແມ່ນບໍ່ມີຢູ່.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຫມ່ຈະມາ. ຄວາມສໍາເລັດຂອງ germanium ໃນ transistors ຕົ້ນໄດ້ເຮັດໃຫ້ການຄົ້ນຄວ້າແລະການປະຕິບັດຂອງຄຸນສົມບັດ infrared germanium ຫຼາຍ. ໃນທີ່ສຸດ, ນີ້ກໍ່ໃຫ້ເກີດ metalloid ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສ່ວນປະກອບສໍາຄັນຂອງເລນອິນຟາເລດ (IR) ແລະປ່ອງຢ້ຽມ.
ຫນ້າທໍາອິດຂອງການເດີນທາງ Space Voyager ເປີດໃນຊຸມປີ 1970 ແມ່ນພະລັງງານທີ່ຜະລິດໂດຍຈຸລັງ photovoltaic silicon-germanium (SiGe). PVC ທີ່ໃຊ້ Germanium ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນຕໍ່ການດໍາເນີນງານຂອງດາວທຽມ.
ການພັດທະນາແລະຂະຫຍາຍເຄືອຂ່າຍໄຟເບີອີນເຕີເນັດໃນຊຸມປີ 1990 ເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການຂອງ germanium ເພີ່ມຂຶ້ນເຊິ່ງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງສາຍແກ້ວສາຍໄຟເສັ້ນໃຍແກ້ວ.
ໂດຍປີ 2000, PVC ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແລະແສງສະຫວ່າງທີ່ຫລາກຫລາຍ (LEDs) ຂຶ້ນຢູ່ກັບ substrates germanium ໄດ້ກາຍເປັນຜູ້ຊົມໃຊ້ຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງອົງປະກອບ.
ການຜະລິດ
ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໂລຫະນ້ອຍທີ່ສຸດ, germanium ແມ່ນຜະລິດເປັນຜະລິດຕະພັນຂອງການປັບປຸງໂລຫະຖານແລະບໍ່ແຮ່ເປັນວັດຖຸຕົ້ນຕໍ.
ເຢຍລະມັນແມ່ນຜະລິດຫຼາຍທີ່ສຸດຈາກແຮ່ ສັງກະສີ sphalerite ແຕ່ຍັງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທີ່ຈະຖືກແຍກອອກຈາກຖ່ານຫີນຂີ້ເທົ່າ (ຜະລິດຈາກໂຮງໄຟຟ້າຖ່ານຫີນ) ແລະແຮ່ ທອງແດງ ບາງ.
ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງແຫຼ່ງຂອງວັດສະດຸ, ທັງຫມົດ concentrates germanium ແມ່ນ purified ຄັ້ງທໍາອິດໂດຍນໍາໃຊ້ຂະບວນການຂີ້ເຫຍື້ອແລະຂີ້ເຫຍື້ອທີ່ຜະລິດ germanium tetrachloride (GeCl4). ພາສາເຢຍລະມັນ tetrachloride ແມ່ນ hydrolyzed ແລະແຫ້ງ, ຜະລິດ germanium dioxide (GeO2). ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ທາດອາຍອໍຖືກຫຼຸດລົງດ້ວຍນ້ໍາມັນໄຮໂດຣເຈນເພື່ອສ້າງເປັນຝຸ່ນໂລຫະ germanium.
ຜົງ Germanium ຖືກຖືກໂຍນເຂົ້າໄປໃນປ່ອງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 1720.85 ° F (938.25 ° C).
ການປັບປຸງພື້ນທີ່ (ຂະບວນການທີ່ຈະລື່ນແລະເຮັດໃຫ້ເຢັນ) ແຖບແຍກແລະເອົາຝຸ່ນເຄືອບແລະ, ໃນທີ່ສຸດ, ຜະລິດຄວາມຫມັ້ນຄົງສູງຂອງແກະ germanium. ໂລຫະ germanium ການຄ້າສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 99,999% ບໍລິສຸດ.
Germanium ທີ່ມີການປັບປຸງໃນເຂດນັ້ນສາມາດເພີ່ມຂື້ນໄປເປັນແກ້ວ, ຊຶ່ງຖືກຕັດເຂົ້າໄປໃນຕ່ອນບາງໆສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນ semiconductors ແລະ optical lenses.
ການຜະລິດ germanium ໃນທົ່ວໂລກໄດ້ຖືກຄາດຄະເນໂດຍ US Geology Survey (USGS) ໃຫ້ມີປະມານ 120 ໂຕນໃນປີ 2011 (ມີ germanium).
ປະມານ 30% ຂອງການຜະລິດ germanium ປະຈໍາປີຂອງໂລກແມ່ນຖືກນໍາມາປຸງແຕ່ງຈາກວັດສະດຸຂີ້ເຫຍື້ອ, ເຊັ່ນ: ທັດສະນະ IR retired. ປະມານ 60% ຂອງ germanium ທີ່ນໍາໃຊ້ໃນລະບົບ IR ແມ່ນຖືກນໍາມາໃຊ້ໃຫມ່ແລ້ວ.
ປະເທດທີ່ຜະລິດ germanium ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນນໍາພາໂດຍຈີນ, ເຊິ່ງສອງສ່ວນສາມຂອງ germanium ທັງຫມົດແມ່ນຜະລິດໃນປີ 2011. ຜູ້ຜະລິດທີ່ສໍາຄັນອື່ນໆແມ່ນປະເທດການາດາ, ຣັດເຊຍ, ອາເມລິກາແລະເບຢ້ຽມ.
ຜູ້ຜະລິດ germanium ທີ່ສໍາຄັນລວມມີ Teck Resources Ltd , Yunnan Lincang Xinyuan Germanium Industrial Co. , Umicore ແລະ Nanjing Germanium Co.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ
ອີງຕາມ USGS, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ germanium ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ 5 ກຸ່ມ (ຕໍ່ໄປໂດຍອັດຕາສ່ວນປະມານການນໍາໃຊ້ທັງຫມົດ):
- IR optics-30%
- ເສັ້ນໃຍແກ້ວ - 20%
- Polyethylene terephthalate (PET) - 20%
- ເອເລັກໂຕຣນິກແລະແສງຕາເວັນ - 15%
- Phosphors, ໂລຫະແລະອິນຊີ - 5%
ຖ່ານຫີນ Germanium ໄດ້ຖືກຂະຫຍາຍຕົວແລະສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເປັນທັດສະນະແລະຫນ້າຕ່າງສໍາລັບລະບົບ optical IR ຫຼືຮູບພາບຄວາມຮ້ອນ. ເກືອບເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງລະບົບດັ່ງກ່າວທັງຫມົດ, ຊຶ່ງຂື້ນກັບຄວາມຕ້ອງການທາງດ້ານການທະຫານ, ລວມທັງ germanium.
ລະບົບປະກອບມີອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ມືຖືແລະອຸປະກອນທີ່ມີອາວຸດຂະຫນາດນ້ອຍເຊັ່ນດຽວກັນກັບລະບົບຕິດຕາມຍານພາຫະນະທາງອາກາດ, ດິນ, ແລະທະເລ. ມີຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະເຕີບໂຕຕະຫຼາດການຄ້າສໍາລັບລະບົບ IR ທີ່ໃຊ້ Germanium, ເຊັ່ນ: ໃນລົດໃຫຍ່ທີ່ສູງ, ແຕ່ການນໍາໃຊ້ທີ່ບໍ່ແມ່ນການເຄື່ອນໄຫວຍັງມີພຽງແຕ່ປະມານ 12% ຂອງຄວາມຕ້ອງການ.
ເຢຍລະມັນ tetrachloride ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ dopant - ຫຼືເພີ່ມເຕີມ - ເພື່ອເພີ່ມທະວີດັດສະນີກະແສໄຟໃນຫຼັກແກ້ວ silica ຂອງເສັ້ນໃຍເສັ້ນໃຍ. ໂດຍການລວມ germanium, ການສູນເສຍສັນຍານຖືກປ້ອງກັນສາມາດປ້ອງກັນໄດ້.
ຮູບແບບຂອງ germanium ແມ່ນຍັງນໍາໃຊ້ໃນ substrates ເພື່ອຜະລິດ PVCs ສໍາລັບທັງສອງພື້ນທີ່ (ດາວທຽມ) ແລະການຜະລິດພະລັງງານຂອງ terrestrial.
Substrates ເຍຍລະມັນປະກອບເປັນຫນຶ່ງໃນຊັ້ນໃນລະບົບ multilayer ເຊິ່ງໃຊ້ gallium, indium phosphide ແລະ gallium arsenide. ລະບົບດັ່ງກ່າວ, ທີ່ເອີ້ນກັນວ່າ photovoltaics ເຂັ້ມຂຸ້ນ (CPVs) ເນື່ອງຈາກການນໍາໃຊ້ທັດສະນະທີ່ສຸມໃສ່ການຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງແສງຕາເວັນກ່ອນທີ່ມັນຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານ, ມີລະດັບທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແຕ່ມີລາຄາແພງກວ່າ silicon crystalline ຫຼືທອງແດງ indium- cellular diselenide (CIGS).
ປະມານ 17 ເມກະລິກຂອງ germanium dioxide ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ catalyst polymerization ໃນການຜະລິດພາດສະຕິກ PET ໃນແຕ່ລະປີ. ພາດສະຕິກ PET ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍໃນອາຫານ, ເຄື່ອງດື່ມ, ແລະບັນຈຸຂີ້ເຫຍື້ອ.
ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມລົ້ມເຫຼວເປັນ transistor ໃນປີ 1950, germanium ແມ່ນໃຊ້ໃນເວລາດຽວກັນກັບ silicon ໃນອົງປະກອບ transistor ສໍາລັບບາງໂທລະສັບມືຖືແລະອຸປະກອນໄຮ້ສາຍ. transistors SiGe ມີຄວາມໄວສູງໃນການປ່ຽນແປງແລະໃຊ້ພະລັງງານຫນ້ອຍກວ່າເຕັກໂນໂລຊີທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນ. ຫນຶ່ງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການນໍາໃຊ້ສໍາລັບ chip SiGe ແມ່ນຢູ່ໃນລະບົບຄວາມປອດໄພຂອງລົດຍົນ.
ການນໍາໃຊ້ອື່ນໆສໍາລັບ germanium ໃນເອເລັກໂຕຣນິກປະກອບມີ chip ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໄລຍະ, ຊຶ່ງແມ່ນການທົດແທນຄວາມຈໍາ flash ໃນຫຼາຍອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກເນື່ອງຈາກຜົນປະໂຫຍດປະຫຍັດພະລັງງານຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໃນ substrates ນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດຂອງ LEDs.
ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ:
USGS 2010 Minerals Yearbook: Germanium David E Guberman
http: // mineralsusgsgov / minerals / pubs / comodity / germanium /
ສະມາຄົມການຄ້າໂລຫະແຮ່ທາດ (MMTA). Germanium
http: // wwwmmtacouk / metals / Gee /
ພິພິດພັນ CK722 Jack Ward
http: // wwwck722museumcom /