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锗用途广泛(锗的一种常见用途)

锗用途广泛(锗的一种常见用途) 锗知识

锗是一种银灰色金属,密度5.35克,熔点937.4℃,沸点2830℃。在室温下,结晶锗是易碎的,并且几乎没有塑性。锗具有稳定的化学性质。锗常温下在空气体中不被氧化,但加热时在氧气、氯气和溴蒸汽中能燃烧。锗不与水反应,不溶于盐酸和稀硫酸。硝酸和热浓硫酸能把金属锗氧化成二氧化锗,锗也溶于王水。锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾,生成锗酸钠或锗酸钾。在氧化剂如过氧化氢和次氯酸钠的存在下,锗可以溶解在碱性溶液中形成锗酸盐。利用锗半导体的性质,将高纯锗掺杂三价元素(如铟、镓、硼)得到P型锗半导体;加入五价元素(如锑、砷、磷)得到N型锗半导体。

锗通常以分散状态存在于其他矿物中,独立矿物很少。锗可从含锗的氧化铅锌矿、闪锌矿和粉煤灰中回收。锗的提取方法是先将富集的锗用浓盐酸氯化制备四氯化锗,再用盐酸溶剂萃取法除去主要杂质砷,然后在应时塔中精馏提纯两次,再用高纯盐酸洗涤得到高纯四氯化锗,再用高纯水水解四氯化锗得到高纯二氧化锗。有些杂质会进入水解母液,所以水解过程也是一个净化过程。将纯二氧化锗干燥、煅烧,然后在还原炉的石英管中于650-680℃用氢气还原,得到金属锗。

电子工业中锗的使用已逐渐被硅所取代。然而,由于锗的电子和空空穴迁移率高于硅,因此锗在高速开关电路中的性能优于硅。锗主要用于生产低功率半导体二极管三极管。锗用于红外设备,&γ;辐射探测器有了新用途。锗可以让2-15微米的红外线通过,像玻璃一样容易抛光,可以有效抵抗大气腐蚀。可用于制作红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。锗也与铌形成化合物,用作超导材料。氧化锗制成的玻璃具有高折射率和色散,可用于广角相机镜头和显微镜。

镓、铟、铊、锗、硒、碲和铼通常被称为稀散金属。自1782年发现碲以来,这七种元素直到1925年发现铼才被发现。这组元素之所以被称为弥散金属,是因为它们的物理化学性质相似而被归为一组。二是由于它们往往以类质同象的形式存在于相关矿物中,难以形成独立的具有单独开采价值的稀有金属矿床;三是它们在地壳中的平均含量较低,以稀少分散的状态与其他矿物共生,只能随着主要金属矿床的开采,在选冶中综合回收利用。

稀散金属有着极其重要的用途,是现代高科技新材料的重要组成部分。由稀有金属和其他有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特种合金、新型功能材料和有机金属化合物,都需要具有独特性能的稀有金属。虽然用量不大,但是很重要,不可或缺。因此广泛应用于当代通信技术、计算机、航空航天、医疗卫生、光敏材料、光电材料、能源材料和催化剂等领域。

在自然界中,稀有金属主要分布在相关的金属矿物中,如闪锌矿一般富含镉、锗、镓、铟等。,有些还含有铊、硒、碲。黄铜矿、黝铜矿、黄铜矿往往富含铊、硒、碲,有的还富含铟、锗。方铅矿还富含铟、铊、硒和碲。钼矿石和斑铜矿富含铼,其中一些还富含硒。黄铁矿往往富含铊、镓、硒、碲等。目前,虽然已发现近200种稀有元素矿产,但具有工业开采价值的独立矿床很少。到目前为止,仅发现了罕见的独立锗矿床、硒矿床和碲矿床,但矿床规模都不大。

我国稀散金属矿产资源丰富,已探明稀散金属矿产储量的矿区有:锗矿分布在11个省区,其中广东、云南、吉林、山西、四川、广西、贵州占全国锗总储量的96%;镓矿床分布在21个省,主要集中在山西、吉林、河南、贵州、广西和江西。铟矿床分布在15个省,主要是云南、广西、内蒙古、青海和广东。铊矿床分布在云南、广东、甘肃、湖北、广西、辽宁和湖南等省。硒矿床分布在18个省,主要是甘肃,其次是黑龙江、广东、青海、湖北和四川。碲矿床分布在15个省,主要是江西、广东和甘肃。铼矿分布在陕西、黑龙江、河南和湖南、湖北、辽宁、广东、贵州和江苏等省。

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