Pусский 
Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2023-08-16 Происхождение:Работает
Абстрактный: В этой статье в основном представлены химические свойства, физические свойства и области применения германий, демонстрируя свою широкую и важную прикладную ценность во многих областях и подчеркивая необходимость сосредоточиться на устойчивом использовании ресурсов и защите окружающей среды во время ее разработки и применения.
Вот список содержимого:
Химические свойства германия
Физические свойства германия
Область применения германия
Химическая стабильность: Германий обладает относительно хорошей химической стабильностью и не вступает в бурную реакцию с большинством кислот и щелочей при комнатной температуре. Однако при высокой температуре, в присутствии сильных окислителей или особых условиях германий может вступать в химические реакции с образованием соответствующих соединений. Например, он может реагировать с газообразным хлором с образованием тетрахлорида германия и с кислородом с образованием диоксида германия.
Полупроводниковые характеристики: это одно из наиболее выдающихся свойств германия и основа его широкого применения в электронной промышленности. Полупроводниковые свойства германия проявляются в том, что его электропроводность находится между проводимостью проводников и изоляторов, а его электрические свойства можно точно контролировать с помощью таких средств, как легирование, что позволяет производить различные полупроводниковые устройства, такие как диоды и транзисторы.
Внешний вид и морфология: Германий — серовато-белый хрупкий металл с металлическим блеском. При комнатной температуре он находится в твердом состоянии и имеет кристаллическую структуру типа алмаза.
Плотность и твердость: Плотность германия составляет примерно 5,323 г/см⊃3;, что является относительно высоким показателем. Его твердость умеренная, твердость по шкале Мооса около 6,0, что означает, что при его обработке требуются особые методы и инструменты.
Точка плавления и точка кипения: Германий имеет температуру плавления 938,25 °C и температуру кипения 2833 °C. Относительно высокие температуры плавления и кипения свидетельствуют о том, что германий обладает хорошей термической стабильностью и может сохранять относительную стабильность своих физических и химических свойств в высокотемпературных средах, что открывает возможности для его применения в высокотемпературных областях.
Оптические свойства: Германий имеет хорошую прозрачность в области инфракрасного света и низкую скорость поглощения инфракрасного света с длиной волны 1,8–20 микрометров. Это свойство делает германий идеальным материалом для производства инфракрасных оптических устройств, таких как инфракрасные линзы и инфракрасные окна, которые широко используются в военных и гражданских областях, таких как инфракрасное тепловидение, инфракрасное дистанционное зондирование и инфракрасное наведение.
Электронная промышленность. Благодаря своим превосходным полупроводниковым свойствам германий был ключевым материалом для раннего производства полупроводниковых приборов. На заре изобретения транзисторов германиевые транзисторы широко использовались в электронных устройствах, таких как радиоприемники и телевизоры, что способствовало быстрому развитию электронных технологий. Хотя кремний доминирует в большинстве полупроводниковых применений благодаря постоянному прогрессу технологии кремниевых материалов, германий по-прежнему играет незаменимую роль в некоторых конкретных областях. Например, в области высокоскоростной и высокочастотной связи полупроводниковые устройства на основе германия могут обеспечить более высокие характеристики и подходят для производства микроволновых транзисторов и фотодетекторов.
Оптическое поле. Благодаря хорошей прозрачности для инфракрасного света германий играет важную роль в производстве оптических инструментов. В инфракрасных оптических системах германиевые линзы часто используются для фокусировки, формирования изображений и передачи луча. В вооруженных силах такие устройства, как инфракрасные очки ночного видения и инфракрасные тепловизоры, используют германиевые линзы для улавливания и обнаружения инфракрасного излучения целей для ночного наблюдения и идентификации целей. В гражданской сфере германий также используется в инфракрасном тепловизионном оборудовании для противопожарной защиты и контроля безопасности, а также в приборах для бесконтактного измерения температуры в промышленности. Кроме того, германий можно использовать для изготовления оптических усилителей волоконно-оптической связи. Легируя редкоземельные элементы (например, эрбий), он может усиливать оптические сигналы, компенсировать потерю сигналов во время передачи по оптоволокну и увеличивать расстояние связи.
Солнечные элементы: Германий имеет потенциальное применение в области высокоэффективных солнечных элементов. В конструкции многопереходных солнечных элементов в качестве материала нижнего элемента часто используется германий. Благодаря своей относительно узкой запрещенной зоне он может поглощать длинноволновый солнечный свет. Многопереходная структура ячейки, состоящая из таких материалов, как арсенид галлия в верхнем слое, может более полно использовать солнечный спектр и повысить эффективность фотоэлектрического преобразования солнечных элементов. Такие высокоэффективные солнечные элементы имеют важные перспективы применения в областях с высокими требованиями к энергоэффективности, таких как освоение космоса и спутниковая связь.
Фармацевтика и здравоохранение: Органические соединения германия привлекли широкое внимание в фармацевтике и здравоохранении. Некоторые исследования показали, что органический германий со специфической структурой обладает определенной физиологической активностью и может оказывать такое потенциальное антиоксидантное действие, как повышение иммунитета и противоопухолевое действие. Например, карбоксиэтилгерманий сесквиоксид (Ge-132) изучался для адъювантного лечения рака, но соответствующие исследования все еще находятся на исследовательской стадии, и его точный механизм действия и клиническая эффективность полностью не выяснены. На рынке товаров для здравоохранения также есть некоторые продукты, которые, как утверждается, содержат органические компоненты германия и оказывают положительное воздействие на здоровье, но потребителям следует быть осторожными при выборе и следовать научным данным и профессиональным советам.
Другие области: Германий также имеет определенные применения в таких областях, как химические катализаторы и металлургическая промышленность. В некоторых реакциях органического синтеза соединения германия можно использовать в качестве катализаторов, способствующих протеканию реакций и улучшающих селективность и выход реакций. В металлургической промышленности германий можно использовать для улучшения свойств металлических материалов, например, для повышения прочности, твердости и коррозионной стойкости сплавов.
