稀散準金屬“鍺”的神奇之處 鍺的用途

鍺的使用(稀有準金屬鍺的魔力)
雖然鍺在漢字中緊挨著“金”字,但卻是一種稀有的準金屬 。一般來說,它本質上是半石半金屬,可以作為半導體使用 。鍺與碳、硅、錫、鉛同屬于碳族,最外層有四個電子 。它的化學符號是Ge,原子序數32 。
化學家克萊門斯·溫克勒爾在1886年通過分析銀輝的石礦首次發現鍺 。為了紀念他的祖國德國,溫克勒爾將這種新發現的元素命名為鍺(Germania),因此我們將其稱為鍺,作為直譯 。
鍺是一種灰白色金屬,有光澤,堅硬,熔點939°C,沸點Ge73°C,與同科錫、硅相似,不溶于水、鹽酸、稀苛性鈉溶液,溶于王水、濃硝酸或硫酸,兩性,故溶于熔融堿、過氧化物、堿金屬硝酸鹽或碳酸鹽,at/[/k
鍺是地殼中第52豐富的元素,含量為百萬分之二 。相比之下,硅是第二豐富的元素,含量為28% 。但鍺是地殼中最分散的元素之一,含鍺礦石很少,長期沒有進行工業規模開采 。它與鎘、鎵、銦、鉈、硒、碲和錸一起被稱為稀有元素或稀有金屬 。稀有金屬在高科技和未來能源發展中發揮著重要作用,被西方發達國家視為21世紀的戰略物資,受到保護和戰略儲備 。
紅外光學透鏡、棱鏡、高透過率玻璃(主要應用領域)
鍺在紅外光學中應用最多 。鍺晶體的折射率很高,只對紅外光透明,對可見光和紫外光不透明 。作為一種光學材料,它具有獨特而優異的性能,用于制作只對紅外光透明的鍺窗、棱鏡和透鏡 。美國和日本一直將德國作為軍事用途的戰略儲備材料 。
軍用熱成像系統要求光學系統具有大口徑、大相對孔徑,因此需要使用高質量、大直徑的鍺晶體 。熱像儀的光學系統必須有3-7個透鏡或棱鏡,這需要幾公斤的鍺晶體 。
然而,它在紅外方面并不是不可替代的 ??梢杂梅}、晶體硅或新開發的硫系玻璃來代替 。
由二氧化鍺制成的鍺玻璃比同類硅酸鹽玻璃具有更高的折射率和色散,紅外透過率可達70-80%,可用于制造相機的廣角鏡頭和顯微鏡 。

光纖中的鍺是由高純度的四氯化鍺制成,在光纖加工過程中變成二氧化鍺 。摻雜后可以提高光纖的折射率,降低信號傳輸損耗 。
半導體從1950年到1970年,鍺被制成大量的鍺晶體管,但由于硅提純技術的發展和廣泛使用,鍺逐漸被取代 。然而,鍺器件與其他器件相比具有無可比擬的優勢 。鍺具有飽和電阻極小、幾乎沒有熱輻射、功耗極低等優點 。,所以它仍然適用于特殊領域的特殊情況 。鍺也用于90納米以上的CMOS(數碼相機設備的感光元件)的生產 。

鍺還可以作為電離輻射探測器,主要用于核物理領域探測伽馬能譜和X射線能譜 。鍺探測器有兩種:鍺(鋰)探測器和高純鍺探測器 。(鋰)探測器需要工作并儲存在液氮中 。高純鍺探測器可以在室溫下工作,但對純度要求極高(99.99999999999%),其大直徑單晶只能在美國、法國、德國、比利時等國小批量生產 。59999.99999999999
生物保健
鍺存在于人參、當歸、枸杞、靈芝等天然植物中 。以有機化合物(有機鍺)的形式 。學名“羧鍺倍半氧化物”能顯著誘導體內產生干擾素和白細胞介素的能力,促進人體內T、B淋巴細胞的功能增強,保護人體免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和白細胞減少癥,并可預防由病毒、細菌和原生質引起的各種動物疾病 。一種含有二氧化鍺的醫用牙膏可以治療牙齦炎 。由有機和無機鍺制成的鍺補充劑已經作為治療白血病和肺癌的替代藥物在市場上出售 。然而,值得注意的是,美國美國食品藥品監督管理局的研究得出結論,無機鍺在用作營養補充劑時,“對人體健康構成潛在危害” 。
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