鍺的作用和用途是什么呢?稀散準(zhǔn)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(zhǔn)金屬,通俗點(diǎn)講就是,它的性質(zhì)是一半石頭、一半金屬,能被用作半導(dǎo)體。鍺同碳、硅、錫、鉛同屬于碳族,ZUI外層有4個(gè)電子。它的化學(xué)符號是Ge,原子序數(shù)是32。
鍺于1886年,由化學(xué)家克萊門斯溫克勒(Clemens Winkler)通過分析銀輝石礦而被發(fā)現(xiàn),溫克勒為了紀(jì)念自己的祖國德國,將這種新發(fā)現(xiàn)的元素命名為(Germania),所以我們叫它鍺是一種直譯。
鍺單質(zhì)是一種灰白色類金屬,有光澤,質(zhì)硬,熔點(diǎn)為939C、沸點(diǎn)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(wǎng)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(gè)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(shí)期以來沒有被工業(yè)規(guī)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(wǎng)屬對高科技和未來能源的發(fā)展具有舉足輕重的地位, 被西方發(fā)達(dá)國家視為21世紀(jì)的戰(zhàn)略物資, 并加以資源保護(hù)和戰(zhàn)略儲備。
紅外光學(xué)透鏡、棱鏡、高透光玻璃(主要應(yīng)用領(lǐng)域)
鍺在紅外光學(xué)方面的用量占總用量之首,鍺晶體折射系數(shù)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(xué)材料具有獨(dú)特的優(yōu)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(zhàn)略儲備物資用于軍事方面。
軍用熱成像系統(tǒng)要求光學(xué)系統(tǒng)有較大的通光口徑和大的相對孔徑,因而需要用到高質(zhì)量大直徑的鍺晶體,一個(gè)熱成像儀的光學(xué)系統(tǒng)必須有3-7個(gè)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(fā)的特深圳生活網(wǎng)殊類型的硫?qū)倩锊AЬ捎糜谔娲?/span>
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(dá)70一80%,可用于制造相機(jī)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?shù)膿p耗。
半導(dǎo)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(shù)發(fā)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(yōu)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(yōu)點(diǎn),因而仍被應(yīng)該于特殊領(lǐng)域的特定場景。鍺烷還應(yīng)用于 90 nm以上 CMOS( 數(shù)碼攝像器材感光元件)的生產(chǎn)。
鍺還可被用作電離輻射探測器,主要應(yīng)用在核物理領(lǐng)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(shí)等國能小批量生產(chǎn)。
生物保健
鍺以有機(jī)化合物(有機(jī)鍺)形式存在于人參、當(dāng)歸、枸杞子、靈芝等天然植物里,學(xué)名“倍半氧化羧基鍺”,能顯著地誘導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生干擾素和白細(xì)胞介素能力,促進(jìn)人體 T、B淋巴細(xì)胞功能增強(qiáng),還能保護(hù)人體不受自由基反應(yīng)的損傷,延緩人體衰老進(jìn)程。
有機(jī)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(xì)菌及原生質(zhì)所引起的各種動物疾病。一種含有二氧化鍺的醫(yī)用牙膏能治愈牙齦炎。由有機(jī)和無機(jī)鍺制成的鍺補(bǔ)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(jié)論是,無機(jī)鍺當(dāng)用作營養(yǎng)補(bǔ)充劑時(shí),“對人體健康構(gòu)成潛在危害”。
此外鍺具備多方面的特殊性質(zhì),還被應(yīng)用于溫差電池、第三代鍺量子點(diǎn)太陽能電池、超導(dǎo)、玻璃半導(dǎo)體、熒光體、激光器、焊劑、熱敏電阻、電子工業(yè)合金預(yù)處理、光學(xué)工業(yè)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(yīng)貯存在通風(fēng)、干燥的庫房中。包裝應(yīng)密封、防潮,勿與堿類、酸類接觸。裝卸時(shí)要輕拿輕放,防止玻璃瓶破裂。失火時(shí),可用水、砂土、各種滅火器撲救。毒性及防護(hù):干燥的氧化鍺對皮膚無刺激作用,但對結(jié)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。
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