生產(chǎn)方法:真空熔煉法和電化學(xué)還原法是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)鍺錠應(yīng)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(nèi),利用真空環(huán)境促進(jìn)低沸點(diǎn)雜質(zhì)揮發(fā),實(shí)現(xiàn)鍺的提純;電化學(xué)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(yīng)用領(lǐng)域:主要用于生產(chǎn)鍺顆粒、粉末、合金等。同時(shí),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(xué)鏡片、二級(jí)晶體管以及各類含鍺化合物靶材等的生產(chǎn)。
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(wú)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(wú)法達(dá)到 6N 及以上的目標(biāo)純度要求。
晶體生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)、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。
鍺錠的核心分類與差異?
除了之前重點(diǎn)介紹的區(qū)熔鍺錠,工業(yè)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(guān)鍵特點(diǎn)?
主要應(yīng)用?
區(qū)熔鍺錠(FZ-Ge)?
水平 / 垂直區(qū)熔法?
6N~9N(99.9999%~99.9999999%)?
雜質(zhì)偏析徹底,晶體完整性高,半導(dǎo)體特性優(yōu)異?
鍺單晶、紅外光學(xué)材料、半導(dǎo)體器件?
真空熔煉鍺錠?
真空高溫熔煉?
4N~5N(99.99%~99.999%)?
生產(chǎn)效率高,成本較低,純度適中?
鍺合金、低檔光學(xué)部件、含鍺化合物原料?
電解精煉鍺錠?
電化學(xué)還原 + 精煉?
5N~6N?
雜質(zhì)去除效率穩(wěn)定,適合批量生產(chǎn)?
光纖用鍺摻雜劑、靶材中間體?
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