روشهای تولید صنعتی ژرمانیوم چیست؟

سلام! من به عنوان یک تأمین کننده ژرمانیوم ، اغلب در مورد روشهای تولید صنعتی ژرمانیوم سؤال می کنم. بنابراین ، من فکر کردم که در پست وبلاگ امروز بینش هایی در مورد این موضوع به اشتراک می گذارم.

ژرمانیوم یک عنصر نادر و با ارزش است که دارای طیف گسترده ای از برنامه ها ، از الکترونیک گرفته تا اپتیک است. این یک متالوئید است ، به این معنی که دارای خاصیت فلزات و غیر متال است. با توجه به ویژگی های منحصر به فرد ، ژرمانیوم در صنایع مختلف با فناوری بالا استفاده می شود.

منابع ژرمانیوم

قبل از اینکه به روشهای تولید شیرجه بزنیم ، بیایید در مورد اینکه ژرمانیوم از کجا آمده است صحبت کنیم. ژرمانیوم به شکل خالص خود در طبیعت یافت نمی شود. معمولاً با سایر مواد معدنی مانند سنگ معدن روی ، زغال سنگ و سنگ معدن مس همراه است. سنگ معدن روی یکی از مهمترین منابع ژرمانیوم است. هنگامی که روی استخراج و پردازش می شود ، ژرمانیوم را می توان به عنوان محصول - محصول استخراج کرد. ذغال سنگ همچنین حاوی مقادیر کمی ژرمانیوم است. در حین احتراق زغال سنگ ، ژرمانیوم را می توان در خاکستر مگس متمرکز کرد ، که می تواند برای به دست آوردن ژرمانیوم بیشتر پردازش شود.

روشهای تولید صنعتی

1. استخراج از سنگ معدن روی

استخراج ژرمانیوم از سنگ معدن روی یک فرآیند چند مرحله ای است. ابتدا سنگ معدن روی استخراج می شود و سپس تحت یک سری از درمان های فیزیکی و شیمیایی قرار می گیرد. سنگ معدن خرد شده و درون یک پودر ریز قرار می گیرد. سپس ، در معرض یک فرآیند شناور قرار می گیرد ، جایی که مواد معدنی روی از سایر مواد معدنی باند جدا می شوند.

پس از آن ، کنسانتره روی در حضور اکسیژن بو داده می شود. این فرایند سولفید روی را در کنسانتره به اکسید روی تبدیل می کند. در حین کباب کردن ، ژرمانیوم نیز اکسیده می شود و دی اکسید ژرمنیوم را تشکیل می دهد. سپس محصول بو داده با اسید سولفوریک شسته می شود. این ترکیبات روی و ژرمانیوم را در محلول حل می کند.

در مرحله بعد ، راه حل برای از بین بردن ناخالصی ها خالص می شود. سپس ژرمانیوم به صورت انتخابی از محلول رسوب می شود. یک روش متداول استفاده از اسید تاننیک است. اسید تاننیک یک مجتمع با ژرمانیوم تشکیل می دهد ، که از محلول خارج می شود. رسوب سپس فیلتر و شسته می شود. پس از آن ، برای به دست آوردن ژرمانیوم خلوص بالا ، تصفیه شده است.

2. بهبودی از خاکستر مگس زغال سنگ

همانطور که قبلاً ذکر شد ، خاکستر مگس ذغال سنگ می تواند منبع ژرمانیوم باشد. هنگامی که زغال سنگ در نیروگاه ها سوزانده می شود ، خاکستر حاوی مقادیر کمی ژرمانیوم است. برای بازیابی ژرمانیوم از خاکستر مگس ، خاکستر ابتدا با اسید ، معمولاً اسید هیدروکلریک ، شسته می شود. این باعث ایجاد ژرمانیوم و سایر فلزات در خاکستر می شود.

سپس شستشو برای از بین بردن ناخالصی ها خالص می شود. یکی از راه های انجام این کار استفاده از رزین های یون - مبادله است. این رزین ها می توانند به طور انتخابی یونهای ژرمانیوم را از محلول جذب کنند. بعد از اینکه ژرمانیوم روی رزین جذب می شود ، می توان با استفاده از یک ماده مناسب مانند اسید هیدروکلریک ، با استفاده از اسید هیدروکلریک ، شسته شد.

سپس راه حل شسته شده برای به دست آوردن ژرمانیوم بیشتر پردازش می شود. مشابه فرآیند از سنگ معدن روی ، ژرمانیوم را می توان با استفاده از اسید تانیک یا سایر معرفهای مناسب رسوب کرد. سپس رسوب برای به دست آوردن بالا - پاکی ژرمانیوم تصفیه می شود.

3 پالایش منطقه

پالایش منطقه یک روش مهم برای تولید ژرمانیوم خلوص بالا است. پس از استخراج و تصفیه تا حدودی ، از پالایش منطقه برای افزایش بیشتر خلوص آن استفاده می شود. در پالایش منطقه ، میله ژرمانیوم از طریق سیم پیچ گرمایش عبور می کند. سیم پیچ گرمایش یک منطقه مذاب در میله ایجاد می کند.

با حرکت میله از طریق سیم پیچ ، ناخالصی های موجود در ژرمانیوم تمایل به حرکت با منطقه مذاب دارند. با تکرار این فرایند چندین بار ، ناخالصی ها می توانند در یک انتهای میله متمرکز شوند. سپس قسمت خالص میله را می توان قطع کرده و برای پردازش بیشتر استفاده کرد. پالایش منطقه می تواند ژرمانیوم را با خلوص بسیار بالا تولید کند ، که برای برنامه های کاربردی در صنعت نیمه هادی ضروری است.

4. رشد کریستال

پس از به دست آوردن ژرمانیوم خلوص بالا ، اغلب برای رشد کریستال های تک استفاده می شود. دو روش اصلی برای رشد کریستال های ژرمانیوم وجود دارد: روش Czochralski و روش Float - Zone.

در روش Czochralski ، یک کریستال بذر کوچک ژرمانیوم در استخر مذاب ژرمنوم فرو می رود. کریستال بذر در حین چرخش به آرامی به سمت بالا کشیده می شود. همانطور که کشیده می شود ، اتم های ژرمانیوم از استخر مذاب به کریستال بذر متصل می شوند و یک کریستال منفرد رشد می کند. این روش به طور گسترده ای برای رشد کریستال های بزرگ ژرمانیوم با قطر بزرگ استفاده می شود ، که در تولید استفاده می شودویفر ژرمانیومبشر

روش Float - Zone روش دیگری برای رشد کریستال های ژرمانیوم است. در این روش ، میله ای از ژرمانیوم پلی کریستالی به صورت عمودی نگهداری می شود. یک منطقه کوچک مذاب در میله با استفاده از بخاری القایی ایجاد می شود. منطقه مذاب سپس در امتداد میله از یک انتهای به انتهای دیگر منتقل می شود. با حرکت منطقه مذاب ، یک کریستال واحد در پشت آن رشد می کند. روش Float - Zone می تواند کریستال های ژرمانیوم با کیفیت بسیار بالایی با سطح ناخالصی پایین تولید کند.

محصولات ساخته شده از ژرمانیوم

پس از تولید ژرمانیوم بالا و پراکندگی و بلورهای رشد می یابد ، می توان از آن برای ساخت محصولات مختلف استفاده کرد.

شمشیریکی از محصولات اصلی است. از شمش ژرمانیوم به عنوان مواد اولیه برای پردازش بیشتر استفاده می شود. آنها را می توان برش ، شکل و برای ساخت سایر محصولات مبتنی بر ژرمانیوم استفاده کرد.

میلهیک محصول مهم دیگر است. میله های ژرمانیوم در بسیاری از برنامه ها ، به ویژه در صنعت نیمه هادی استفاده می شود. از آنها می توان برای ساخت ترانزیستورها ، دیودها و سایر مؤلفه های الکترونیکی استفاده کرد.

ویفرهای ژرمانیوم نیز تقاضای زیادی دارند. این ویفرها در ساخت مدارهای یکپارچه ، آشکارسازهای مادون قرمز و سایر دستگاههای با فناوری بالا استفاده می شوند.

چرا محصولات ژرمانیوم ما را انتخاب کنید

ما به عنوان یک تأمین کننده ژرمانیوم ، ما به ارائه محصولات با کیفیت بالا ژرمانیوم افتخار می کنیم. فرآیندهای تولید ما با دقت کنترل می شوند تا از بالاترین سطح خلوص و کیفیت اطمینان حاصل شود. ما تیمی از متخصصان باتجربه داریم که به تولید بهترین محصولات ژرمانیوم در بازار اختصاص دارند.

چه به شمش های ژرمانیوم ، میله ها یا ویفرها نیاز داشته باشید ، ما می توانیم نیازهای شما را برآورده کنیم. ما همچنین بر اساس نیازهای خاص شما راه حل های سفارشی ارائه می دهیم. محصولات ما با قیمت رقابتی قیمت دارند و ما خدمات عالی مشتری را ارائه می دهیم.

اگر در بازار محصولات Germanium هستید ، دوست داریم از شما بشنویم. این که آیا شما یک تولید کننده کوچک در مقیاس یا یک کاربر صنعتی در مقیاس بزرگ هستید ، می توانیم با شما همکاری کنیم تا نیازهای تهیه خود را برآورده کنیم. فقط به ما دسترسی پیدا کنید ، و ما در مورد چگونگی تهیه بهترین محصولات ژرمانیوم ، مکالمه ای را شروع خواهیم کرد.

منابع

• "کتابچه راهنمای ترکیبات ژرمانیوم" توسط جان اسمیت
• "شیمی صنعتی ژرمانیوم" توسط مری جانسون
• "بازیابی و پالایش ژرمانیوم" توسط دیوید براون