性能优异的锗

    金属元素锗,是德国化学家文克勒尔在1886年用光谱分析法首先发现的。由于科学技术水平的限制,人们长期不知道这种又脆又硬的浅灰色金属究竟有什么作用。40多年以后,人们才发现锗具有优异的半导体性能,可以用来制造晶体管,代替电子管使用。从此,锗开始进入电子工业及其他行业,发挥自己的作用。     锗的比重为5.36,熔点为958℃,沸点为2700℃。平时,锗很难与酸起反应,在空气中也不会被氧化,因为它的化学性质非常稳定,但在熔融状态时,极易与碱发生反应。粉末状的锗呈暗蓝色,结晶状的锗为银白色脆金属。锗的导电性比一般金属要差,比一般非金属材料要强,因此在物理学上称其为“半导体”。人们日常使用的半导体收音机,其主要元件晶体管大多是用半导体锗制作的。锗晶体管与电子管相比,具有体积小、重量轻、耗电少和寿命长等优点,除了用于半导体收音机以外,还广泛用于电视、电脑、电子通信、飞行器和各种自动化装置等。近年来锗还被用于制造太阳能电池,太阳光照射到经过特殊处理的锗半导体上,能够不断地产生电能,光照越强,产生的电能越大。锗的化合物可用于制造荧光板及各种高折射率的玻璃。     锗在自然界分布很散、很广,铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。含锗的矿物主要有锗石、硫银锗矿、硫锗铁铜矿等。但是,这类矿物很少,不是锗的主要来源。后来人们发现,在烟道灰中竟然含有很多的锗。原来,在煤中含有锗,煤在燃烧时大部分锗的化合物受热蒸发,与烟灰一起出来,进到烟道后,温度降低,便冷凝在烟道灰中。据测定,烟道灰中含锗量可达0.4%,有的甚至高达2%,比煤中含锗量高100~2000倍。从烟道灰或矿物中提取的锗,通常是氧化锗或硫化锗。用氢、碳或镁还原,可得到锗的金属粉末,再用1000℃的高温加热,才能熔铸成金属锗锭。用于制造半导体的锗必须非常纯净,通常采用“区域熔炼”冶金法来提取。(李有观)

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