物理性質(zhì):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(dǎo)電,屬于典型的半導(dǎo)體。其密度為 5.35g/mL,熔點(diǎn)為 937℃,沸點(diǎn)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(chǎn)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(chǎn)國,在全世界每年生產(chǎn)的 150 公噸金屬中約占 70%,其他主要生產(chǎn)國包括俄羅斯和加拿大。
原料預(yù)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(chǎn)出的初級(jí)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(jīng)去離子水清洗、真空烘干,防止雜質(zhì)帶入后續(xù)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(qū)熔時(shí)的縮孔與偏析。
移動(dòng)速度過快的影響
雜質(zhì)偏析不徹底,純度不達(dá)標(biāo):快速移動(dòng)時(shí),熔區(qū)向前推進(jìn)速度超過雜質(zhì)在液相中的擴(kuò)散速度,雜質(zhì)無法及時(shí)隨熔區(qū)向尾料遷移,會(huì)被 “截留” 在結(jié)晶的固相鍺中,導(dǎo)致鍺錠主體純度下降,無法達(dá)到 6N 及以上的目標(biāo)純度要求。
晶體生長不穩(wěn)定,易形成柱狀晶或枝晶:過快的移動(dòng)速度會(huì)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(jié)構(gòu),破壞晶體的完整性,后續(xù)加工時(shí)鍺錠易脆斷。
熔區(qū)形態(tài)不穩(wěn)定:速度過快可能導(dǎo)致熔區(qū)拉長、變形,甚至出現(xiàn) “斷熔” 現(xiàn)象,造成局部未熔或過熔,影響整根鍺錠的提純均勻性。

