稀散准金属“锗”的神奇之处锗的作用和用途是什么呢 _资源

文章插图

虽然锗在汉字中紧挨着“金”字，但却是一种稀有的准金属。一般来说，它本质上是半石半金属，可以作为半导体使用。锗与碳、硅、锡、铅同属于碳族，最外层有四个电子。它的化学符号是Ge，原子序数32 。
化学家克莱门斯·温克勒尔在1886年通过分析银辉的石矿首次发现锗。温克勒为了纪念他的祖国德国，将这种新发现的元素命名为日耳曼尼亚(Germania)，所以我们把它叫做日耳曼尼亚，作为直译。
锗是一种灰白色的金属，有光泽，坚硬，熔点939℃，沸点2833℃，与同科的锡、硅相近。它不溶于水、盐酸和稀苛性碱溶液，但溶于王水、浓硝酸或硫酸。它是两性的，因此可溶于熔融碱、过氧化物、碱金属硝酸盐或碳酸盐中，见于空
锗是地壳中第52丰富的元素，含量为百万分之二。相比之下，硅是第二丰富的元素，含量为28% 。但锗是地壳中最分散的元素之一，含锗矿石很少，长期没有进行工业规模开采。它与镉、镓、铟、铊、硒、碲和铼一起被称为稀有元素或稀有金属。稀有金属在高科技和未来能源发展中发挥着重要作用，被西方发达国家视为21世纪的战略物资，受到保护和战略储备。
红外光学透镜、棱镜、高透过率玻璃(主要应用领域)

文章插图

锗在红外光学中应用最多。锗晶体的折射率很高，只对红外光透明，对可见光和紫外光不透明。作为一种光学材料，它具有独特而优异的性能，用于制作只对红外光透明的锗窗、棱镜和透镜。美国和日本一直将德国作为军事用途的战略储备材料。
军用热成像系统要求光学系统具有大口径、大相对孔径，因此需要使用高质量、大直径的锗晶体。热像仪的创业网络光学系统必须有3-7个透镜或棱镜，这需要几公斤的锗晶体。
然而，它在红外方面并不是不可替代的。可以用氟化钙、晶体硅或新开发的硫系玻璃来代替。
由二氧化锗制成的锗玻璃比同类硅酸盐玻璃具有更高的折射率和色散，红外透过率可达70-80%，可用于制造相机的广角镜头和显微镜。

文章插图

光纤中的锗是由高纯度的四氯化锗制成，在光纤加工过程中变成二氧化锗。掺杂后可以提高光纤的折射率，降低创业网络的信号传输损耗。
半导体从1950年到1970年，锗被制成大量的锗晶体管，但由于硅提纯技术的发展和广泛使用，锗逐渐被取代。然而，锗器件具有其他器件无法比拟的优势，如饱和电阻极小、几乎没有热辐射、功耗极低等。，所以它仍然适用于特殊领域的特殊情况。锗也用于90纳米以上的CMOS(数码相机设备的感光元件)的生产。

文章插图

锗还可以作为电离辐射探测器，主要用于核物理领域探测伽马能谱和X射线能谱。锗探测器有两种:锗(锂)探测器和高纯锗探测器。(锂)探测器需要工作并储存在液氮中。高纯锗探测器可以在室温下工作，但对纯度要求极高(99.99999999999%)，其大直径单晶只能在美国、法国、德国、比利时等国小批量生产。59999.99999999999
生物保健

文章插图

锗存在于人参、当归、枸杞、灵芝等天然植物中。以有机化合物(有机锗)的形式。学名“羧锗倍半氧化物”能显著诱导体内产生干扰素和白细胞介素的能力，促进人体内T、B淋巴细胞的功能增强，保护人体免受自由基反应的损伤，延缓人体衰老进程。
有机锗化合物可用于治疗癌症和白细胞减少症，并可预防由病毒、细菌和原生质引起的各种动物疾病。一种含有二氧化锗的医用牙膏可以治疗牙龈炎。由有机和无机锗制成的锗补充剂已经作为治疗白血病和肺癌的替代药物在市场上出售。然而，值得注意的是，美国美国食品药品监督管理局的研究得出结论，无机锗在用作营养补充剂时，“对人体健康构成潜在危害” 。
此外锗具有许多特殊性质，还用于热电电池、第三代锗量子点太阳能电池、超导、玻璃半导体、荧光粉、激光器、焊料、热敏电阻、电子工业中的合金预处理、光学工业和石油炼制催化剂等。
【稀散准金属“锗”的神奇之处锗的作用和用途是什么呢】