生產方法:真空熔煉法和電化學還原法是當前工業領域生產鍺錠應用最廣泛的兩種核心方法。真空熔煉法是在密閉的高溫爐體內,利用真空環境促進低沸點雜質揮發,實現鍺的提純;電化學還原法則是以含鍺溶液為原料,通過通入電流使鍺離子在陰極析出金屬鍺。
應用領域:主要用于生產鍺顆粒、粉末、合金等。同時,它也是制造鍺單晶的原料,還可用于摻鍺光纖、氯化鍺、紅外和特種光學鏡片、二級晶體管以及各類含鍺化合物靶材等的生產。
移動速度過快的影響
雜質偏析不徹底,純度不達標:快速移動時,熔區向前推進速度超過雜質在液相中的擴散速度,雜質無法及時隨熔區向尾料遷移,會被 “截留” 在結晶的固相鍺中,導致鍺錠主體純度下降,無法達到 6N 及以上的目標純度要求。
晶體生長不穩定,易形成柱狀晶或枝晶:過快的移動速度會使固 - 液界面變得陡峭,晶體生長方向紊亂,容易形成柱狀晶或枝晶結構,破壞晶體的完整性,后續加工時鍺錠易脆斷。
熔區形態不穩定:速度過快可能導致熔區拉長、變形,甚至出現 “斷熔” 現象,造成局部未熔或過熔,影響整根鍺錠的提純均勻性。
鍺錠的核心分類與差異?
除了之前重點介紹的區熔鍺錠,工業中常見的鍺錠還包括以下類型,核心差異集中在提純工藝、純度與用途:?
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類型?
提純方法?
純度范圍?
關鍵特點?
主要應用?
區熔鍺錠(FZ-Ge)?
水平 / 垂直區熔法?
6N~9N(99.9999%~99.9999999%)?
雜質偏析徹底,晶體完整性高,半導體特性優異?
鍺單晶、紅外光學材料、半導體器件?
真空熔煉鍺錠?
真空高溫熔煉?
4N~5N(99.99%~99.999%)?
生產效率高,成本較低,純度適中?
鍺合金、低檔光學部件、含鍺化合物原料?
電解精煉鍺錠?
電化學還原 + 精煉?
5N~6N?
雜質去除效率穩定,適合批量生產?
光纖用鍺摻雜劑、靶材中間體?
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