Faigh fiosrachadh mu na togalaichean, eachdraidh, riochdachadh agus tagraidhean
Is e meur-mead leth-chuairteach a tha dathte air airgead a th 'ann an Germanium a tha air a chleachdadh ann an teicneòlas fo-chreideas, càbaill snàithleach agus ceallan grèine.
Feartan
- Atomic Symbol: Ge
- Àireamh Atamach: 32
- Buidheann Element: Metalloid
- Dlùthsachd: 5.323 g / cm3
- Rubha meilt: 1720.85 ° F (938.25 ° C)
- Puing Fiodha: 5131 ° F (2833 ° C)
- Cruadal Mohs: 6.0
Cùisean
Gu teicnigeach, tha germanium air a mheas mar metalloid no leth-mheatailt. Aon de bhuidheann de eileamaidean aig a bheil seilbh an dà chuid meatailt agus neo-mheatailtean.
Anns a 'chruth meatailteach, tha germanium ann an dath dathte, cruaidh, agus brònach.
Tha feartan sònraichte Germanium a 'gabhail a-steach a follaiseachd gu rèididheachd teann-sgudail faisg air infridhearg (aig meudan tuinn eadar 1600-1800 nanometers), an clàr-amais àrd ath-bheothachaidh aige, agus an sgaradh ìosal a th' aice.
Tha am metalloid gu ìre mhòr neo-ghluasadach.
Eachdraidh
Bha Demitri Mendeleev, athair a 'bhùird ràitheil, a' smaoineachadh gun robh àireamh 32 eile ann, ris an canar e ekasilicon , ann an 1869. Seachd bliadhn 'deug às dèidh sin lorg an cleachdaiche Clemens A. Winkler agus an leth-phàirt dheth bhon argyrodite mineral annasach (Ag8GeS6). Dh'ainmich e an eileamaid an dèidh a dhùthaich, a 'Ghearmailt.
Anns na 1920an, thug rannsachadh air cumhachd dealanach germanium air adhart gu bhith a 'leasachadh germanium àrd purity, single-crystal. Bha germanium singilte-criostail air a chleachdadh mar dhìtheanan ceartachadh ann an cuidhtearan radar microwave rè an Dara Cogaidh.
Thàinig a 'chiad tagradh malairteach airson germanium às deidh a' chogaidh, an dèidh dha luchd-tar-chuir a bhith a 'cruthachadh Iain Bardeen, Walter Brattain, agus Uilleam Shockley aig Bell Labs san Dùbhlachd 1947.
Sna bliadhnachan a dh 'fhalbh, lorg luchd-transisearan aig germanium an slighe gu uidheam atharrachadh fòn, coimpiutairean airm, cabhsaichean èisteachd agus radios gluasadach.
Thòisich cùisean air atharrachadh an dèidh 1954, ge-tà, nuair a dh'innlich Gordon Teal de Texas Instruments transistor silicon . Bha transistors Gearmailtis buailteach a bhith a 'fàilligeadh aig teòthachd àrd, duilgheadas a ghabhadh a rèiteach le silicon.
Gu ruige Teal, cha b 'urrainn dha duine sam bith a bhith a' dèanamh silicon le purity àrd gu leòr airson àite a chur air germanium, ach an dèidh 1954 thòisich silicon a 'toirt a-steach germanium ann an luchd-tar-sgrìobhaidh dealanach, agus ro mheadhan nan 1960an, cha robh transistors germanium gu ìre mhòr ann.
Bha tagraidhean ùra ri thighinn. Le soirbheas germanium ann an luchd-tar-sgrìobhaidh tràth, chaidh barrachd rannsachaidh a dhèanamh agus a bhith a 'toirt a-mach feartan bun-structair germanium. Aig a 'cheann thall, mar thoradh air seo chaidh am metalloid a chleachdadh mar phrìomh phàirt de lionsan agus uinneagan infridhearg (IR).
Bha a 'chiad obair sgrùdaidh spàs Voyager a chaidh a chur air bhog anns na 1970an an urra ri cumhachd a chaidh a dhèanamh le ceallan photovoltaic silicon-germanium (SiGe) (PVCs). Tha PVC stèidhichte air Germanium fhathast deatamach airson obraichean saideal.
Leudaich na lìonraidhean leasachaidh agus leudachadh no snàithleach snàithlean sna 1990an iarrtas àrdaichte airson germanium, a tha air a chleachdadh gus bunait glainne de chàbaill snàithleach a chruthachadh.
Ann an 2000, bha PVC àrd-èifeachdais agus deoch-solais aotrom (LED) a bha an urra ri fo-stàitean germanium air fàs gu bhith nan luchd-cleachdaidh mòr den eileamaid.
Riochdachadh
Coltach ris a 'chuid as motha de mheatailtean beaga, tha germanium air a dhèanamh mar fo-toradh de bhunait meatailt bunaiteach agus chan eil e air a mhèinneadh mar phrìomh stuth.
Tha Germanium mar as trice air a dhèanamh bho mhòran zinc sphalerite ach tha fios cuideachd gu bheil e air a thoirt à gual uinnsinn luaith (air a dhèanamh bho lusan cumhachd guail) agus cuid de mhòran copair .
Ge bith dè an tobar a th 'ann, thèid a h-uile cruinneas germanium a ghlanadh an toiseach le pròiseas clorination agus drùidhteach a bhios a' dèanamh germanium tetrachloride (GeCl4). Tha germanium tetracloride an uair sin air a thiormachadh agus air a thiormachadh, a 'dèanamh germanium dioxide (GeO2). Thèid an ocsaid a lùghdachadh an uair sin le haidridean gus pùdar meatailtium a chruthachadh.
Bidh pùdar Germanium air a thilgeil a-steach do bharraichean aig teòthachd thar 1720.85 ° F (938.25 ° C).
Fionrachadh-sònrachaidh (pròiseas de leaghadh agus fuarachadh) bidh na bàraichean a 'falach agus a' toirt às do neo-dhìomhaireachd agus, aig a 'cheann thall, bidh barraichean germanium fìor-ghlan. Tha metall commercialium metal tric nas motha na 99.999% glan.
Faodar germanium fiadhaich a dhèanamh nas fhaide na criostalan, a tha air an sgoltadh ann an pìosan tana airson an cleachdadh ann an leth-sheannaichean agus lionsan sùbailte.
Bha riochdachadh cruinneil germanium air a mheas le Suirbhidh Geòlais na SA (USGS) gu bhith timcheall air 120 tunna meatair ann an 2011 (a 'gabhail a-steach germanium).
Thathas a 'meas gu bheil timcheall air 30% de riochdachadh bliadhnail bliadhnail an t-saoghail air ath-chuairteachadh bho stuthan sgrap, leithid lionsa IR a dh' fhalbh an dreuchd. Tha tuairmse gu bheil 60% de germanium a chaidh a chleachdadh ann an siostaman IR a-nis air ath-chuairteachadh.
Tha na dùthchannan as motha ann am germanium air an stiùireadh le Sìona, far an deach dà thrian den ghearmailtium a dhèanamh ann an 2011. Tha riochdairean mòra eile a 'gabhail a-steach Canada, an Ruis, na SA, agus a' Bheilg.
Am measg nan riochdairean mòra germanium tha Teck Resources Ltd. , Yunnan Lincang Xinyuan Germanium Industrial Co., Umicore agus Nanjing Germanium Co
Iarrtasan
A rèir USGS, faodaidh tagraidhean germanium a bhith air an seòrsachadh ann an 5 buidhnean (le àireamh sa cheud de chaitheamh iomlan an dèidh sin):
- Roghainnean IR - 30%
- Fiber Optics - 20%
- Terephtalait Polyethylene (PET) - 20%
- Dealanach agus solar - 15%
- Fosphors, metallurgic agus organach - 5%
Tha criostalan gearmailium air am fàs agus air an cruthachadh mar lionsa agus uinneag airson siostaman optigeach ìomhaighean IR no ìomhaighean teirmeach. Tha mu leth de na siostaman sin, a tha gu mòr an urra ri iarrtas armailteach, a 'gabhail a-steach germanium.
Tha siostaman a 'gabhail a-steach innealan beaga làmh-làimhe agus innealan-airm, a bharrachd air siostaman adhair, fearann, agus muir stèidhichte air a' mhuir. Chaidh oidhirpean a dhèanamh a 'fàs margaidh choimeirsealta airson siostaman IR stèidhichte air germanium, leithid ann an càraichean àrd-ìre, ach chan eil tagraidhean neo-ghinealach fhathast a' dèanamh suas ach mu 12% den iarrtas.
Tha germanium tetrachloride air a chleachdadh mar dopant - no cur-ris - gus an clàr-amais ath-bheothachaidh a mheudachadh ann an cridhe silica glainne de loidhnichean fiber-optic. Le bhith a 'toirt a-steach germanium, faodar casg a chur air call comharran.
Tha foirmean germanium cuideachd air an cleachdadh ann an fo-stàitean gus PVCan a dhèanamh airson dà ionad-rùm (satailteach) agus gineadh cumhachd talmhainn.
Tha fo-stàitean Germanium a 'cruthachadh aon shreath ann an siostaman ioma-taighe a bhios cuideachd a' cleachdadh gallium, indium fosphide, agus gallium arsenide. Tha na siostaman sin, ris an canar photovoltaics (CPVan) dùinte mar thoradh air an cleachdadh de lionsan a tha a 'meudachadh solais na grèine mus tèid a thionndadh gu lùth, aig ìrean àrd-èifeachdas ach gu bheil iad nas cosgaiche a dhèanamh na silicon criostalach no copar-indium-gallium- (CIGS).
Thathas a 'cleachdadh timcheall air 17 tunna meatair de germanium dioxide mar catalyst polymerization ann a bhith a' dèanamh plastics PET gach bliadhna. Tha plastag PET air a chleachdadh gu sònraichte ann am biadh, deoch, agus soithichean leac.
A dh 'aindeoin a bhith a' fàilligeadh mar transistor anns na 1950an, tha germanium a-nis air a chleachdadh còmhla ri co-phàirtean silicon ann an cuid de phònaichean cealla agus innealan uèirleas. Tha eadar-theangachadh SiGe a 'sìor fhàs agus a' cleachdadh nas lugha de chumhachd na teicneòlas stèidhichte air silicon. Tha aon iarrtas cleachdadh deireadh airson SiGe chips ann an siostaman sàbhailteachd uidheamachd.
Tha cleachdaidhean eile airson germanium ann an electronics a 'gabhail a-steach sgiobannan cuimhne ceum, a tha a' cur an cuimhne cuimhne flash ann an iomadh inneal dealanach mar thoradh air na buannachdan a tha iad a 'sàbhaladh lùth, a bharrachd air fo-stàitean a thathar a' cleachdadh ann an riochdachadh LED.
Stòran:
USGS. 2010 Bliadhnail Mèinnirean: Gearmailtium. David E. Guberman.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/
Comann Malairt Mheatailt Mion-mhara (MMTA). Gearmailtium
http://www.mmta.co.uk/metals/Ge/
Taigh-tasgaidh CK722. Jack Ward.
http://www.ck722museum.com/