鍺合金制備:4N~5N 級(jí)真空熔煉鍺錠用于生產(chǎn)鍺銅、鍺鋁、鍺鎂等合金,核心作用是:?
提升合金的強(qiáng)度、硬度與耐腐蝕性(如鍺銅合金用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、精密機(jī)械零件);?
改善合金的切削加工性能(如鍺鋁合金用于汽車(chē)輕量化零部件)。
醫(yī)療與生物領(lǐng)域:鍺化合物(如有機(jī)鍺)用于制備醫(yī)療敷料、保健品(需嚴(yán)格控制劑量),據(jù)稱(chēng)具有抗氧化、促進(jìn)新陳代謝的作用,但應(yīng)用范圍較窄,市場(chǎng)規(guī)模有限。
核心工藝特點(diǎn):?
優(yōu)勢(shì):設(shè)備成熟、產(chǎn)能大(單爐可生產(chǎn) 300~600mm 長(zhǎng)鍺錠)、純度可控(6N~9N)、晶體完整性好;?
局限:對(duì)原料初始純度要求較高(需 5N 以上粗鍺),單爐生產(chǎn)周期長(zhǎng)(8~20 道次,合計(jì)耗時(shí) 12~36 小時(shí))。
主要用于制備超高純(8N~9N)或大尺寸鍺錠,適配半導(dǎo)體、核探測(cè)等高端需求,工藝細(xì)節(jié)如下:?
工藝核心原理:鍺料垂直懸掛(通過(guò)籽晶固定于頂部,尾料置于底部),利用高頻線(xiàn)圈或電子束加熱形成垂直熔區(qū),熔區(qū)從下至上移動(dòng),雜質(zhì)向尾料富集,純鍺沿籽晶定向生長(zhǎng)。?
關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn):?
熔區(qū)穩(wěn)定控制:通過(guò)電磁約束或表面張力維持熔區(qū)形態(tài)(寬度 1~2cm),避免傾斜或斷裂;?
氣氛保護(hù):采用高純度 H?氣氛(純度≥99.9999%),抑制鍺氧化并還原微量氧化物雜質(zhì);?
多道次優(yōu)化:需 15~30 道次提純,每道次后反向移動(dòng)熔區(qū),提升純度均勻性。?
適用場(chǎng)景:用于 9N 級(jí)超高純鍺錠(核輻射探測(cè)器用)、大直徑鍺單晶前驅(qū)體,產(chǎn)量占比約 5%~8%,成本較水平區(qū)熔法高 30%~50%。

