物理性質:具有銀灰色金屬光澤,條狀,梯形截面,性脆,易斷裂,硬度 5.0 左右,微導電,屬于典型的半導體。其密度為 5.35g/mL,熔點為 937℃,沸點為 2830℃,不溶于鹽酸、硝酸和常堿,但溶于 HF、王水和熱的 NaOH 溶液中。
資源分布與產量:鍺在地殼中含量極其稀少,且多伴生于鉛鋅礦、煤礦等礦石中。中國是世界上的精制鍺生產國,在全世界每年生產的 150 公噸金屬中約占 70%,其他主要生產國包括俄羅斯和加拿大。
原料預處理
原料選擇:選用純度約 5N(99.999%)的粗鍺錠或還原鍺粉,通常來自 GeCl?水解、GeO?氫還原等工藝產出的初級金屬鍺。
表面凈化:用混合酸(如 HF+HNO?)腐蝕去除表面氧化層與油污,再經去離子水清洗、真空烘干,防止雜質帶入后續工序。
破碎與成型:將凈化后的鍺料破碎成均勻顆粒,壓制成與石英舟適配的條狀或塊狀,減少區熔時的縮孔與偏析。
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。

