Недавние ограничения Китая на экспорт галлия и германия вызвали опасения относительно мирового снабжения этими металлами. Теперь вы можете задаться вопросом, что такое галлий и германий и почему нам это важно? Позвольте мне просветить вас.
Галлий и германий — это своего рода аутсайдеры металлического мира. Они могут и не быть такими гламурными, как золото или серебро, но они играют важную роль в различных отраслях промышленности. Эти серебристо-белые металлы часто производятся в качестве побочных продуктов при очистке других материалов, таких как цинк или алюминий. Так что можно сказать, что они — неожиданные герои процесса очистки.
Теперь вы можете подумать: «И что? Насколько важны на самом деле эти металлы?» Дорогие читатели, позвольте мне рассказать вам. Галлий и германий нашли свое применение в сфере технологий. Их используют при производстве чипов, средствах связи, системах обороны и даже в космических исследованиях. Галлий подобен секретному ингредиенту, который повышает скорость и эффективность передачи данных в полупроводниковых устройствах, а германий обеспечивает работу волоконно-оптической связи и роскошных ночных приборов.
КОСМИЧЕСКИ ТОКСИЧНЫЙ МЕТАЛЛ / БЕРИЛЛИЙ
Но вот незадача: Китай контролирует мировое снабжение этими металлами, составляя огромные 94% галлия и 83% германия. Не стоит забывать, что Китай решил ужесточить контроль над экспортом, вызвав волну беспокойства в отрасли. Конечно, другие страны могут производить галлий и германий, но это не будет легко и дешево. Затраты на обработку могут быть довольно высокими, и давайте будем честными, не каждый может позволить себе быть таким щедрым, как дядя Скрудж, когда дело касается этих металлов.
Однако, не беспокойтесь, дорогие подписчики, ведь на горизонте есть надежда. Если ограничения Китая приведут к росту цен, другие поставщики непременно отреагируют на это. И не забывайте о силе переработки. Отходы с фабрик и даже выводимые из эксплуатации танки могут способствовать снабжению. В конце концов, что-то, что считается мусором одной утки, может быть сокровищем для другой.
Так что, в то время как весь мир может беспокоиться о влиянии китайских ограничений на галлий и германий, давайте помнить, что где есть спрос, всегда будет и предложение. Эти металлы могут быть узкоспециализированными, но они играют мощную роль в наших технологических достижениях. И пока есть нужда в более быстрой передаче данных, более четких экранах и космических исследованиях, галлий и германий будут продолжать сиять.
Здесь был Скрудж МакКряк, заканчивающий свое выступление с напоминанием всегда держать глаз на менее известных металлах, ведь они могут стать ключевыми для нашего технологического будущего. До встречи, мои товарищи-энтузиасты металла!
Источник: dzen.ru
Германий содержащие сплавы
Что такое германий содержащие сплавы
Теллур — САМЫЙ КОВАРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА ЗЕМЛЕ!
Это сплавы германия с другими химическими элементами. С металлами германий образует германиды, с кремнием — непрерывный ряд твердых растворов, представляющих интерес для полупроводниковой техники. Полупроводниковые приборы (диоды, триоды, детекторы и т. д.) из сплава германия (85—99 %) с кремнием (1—15%) эксплуатируют при повышенной т-ре. Сплавы германия (30—50%) с кремнием (50—70%) и германия (0,05—45%) с бором (55—99,5%) — высокоэффективные термоэлектрические материалы.
У сплава германия (18%) с кремнием (82%), полученного восстановлением паров SiCl4 и GeCl4 в среде водорода при т-ре 1200° С, высокое электрическое сопротивление и низкий температурный коэфф. электросопротивления. Такой сплав используют для изготовления пленочных резисторов. Добавка германия в количестве 0,75% стабилизирует полупроводниковые св-ва серого олова до т-ры 60° С, добавка германия в количестве 0,35% увеличивает его твердость в два раза.
Рис. Устройство транзистора 10 германиевая пластина
Сплав алюминий (74%) — германий (21%) — кремний (3%) — железо (2%) обладает хорошей вторичной электронной эмиссией и используется для изготовления катодов электронных ламп (см. также Термоэмиссионные материалы). Некоторые германий содержащие сплавы применяют в качестве припоев; сплав алюминия (55—7 7,4 ) с германием (13,4—42,8%) и кремнием (2,0— 8,6%) — для пайки алюминия, магния и их сплавов (т-ра плавления припоев 432—577° С); сплав олова (70—80%) с кадмием (20—30%) и германием (до 5%) — для пайки алюминия и его сплавов.
Сплав золота (87—88 %) с германием (12—13%) — низкотемпературный припой в электронной технике (его т-ра плавления 356° С); используется также для покрытий на золоте (HV = 200, прочность 38,5 кгс/мм2). В вакуумных высокотемпературных припоях, применяющихся в радиоаппаратуре для соединения металлов с керамикой и состоящих из меди, золота, а также кобальта, никеля, палладия, титана или молибдена (0,1—2%), германий (8—12%) может полностью заменить золото, что наряду со снижением стоимости припоя на полпорядка понижает остаточное давление в приборе. Сплав золота (92 %) с германием (8 %), слегка расширяясь при охлаждении, хорошо заполняет форму.
Применяют его в ювелирной и зубопротезной технике для произ-ва прецизионных отливок. Бронзы, содержащие 25% Ge, растворяются только в «царской водке». Высокой стойкостью к соляной и серной к-там обладают сплавы палладий (10—65%) — серебро (15—20%) — золото (20—65%) — германий (0,5—5%). Кроме того, они отличаются высокой пластичностью, легко поддаются обработке. Сплавы олова (до 50%) с германием (до 50%) и сурьмы (до 88,5%) с германием (до 11,5%) применяют в качестве антикоррозионных покрытий, стойких в морской воде, в среде с повышенной влажностью и перем. т-рой.
Такие покрытия (практически беспористые) получают осаждением из электролитов, состоящих соответственно из NaOH, Ge02 и SnCl4 или NaOH, Na2S, Ge и Sb-Добавка германия (0,1 — 10%) улучшает прокатываемость, повышает сопротивление разрыву и твердость алюминиевых сплавов, улучшает ковкость, повышает предел текучести, сопротивление разрыву и коррозионную стойкость магниевых сплавов. Сплавы железа с германием (2—8%) отличаются высокой магнитной восприимчивостью (до 35 000 единиц СГС).
Кристаллы магн. сплава марганец (9,7—31,1%) — алюминий (15,1-20,6%) — германий (42,6—51,6%) характеризуются высокой кристаллической анизотропией, индукцией насыщения (3600 гс) и коэрцитивной силой (2200 а), могут использоваться в качестве датчиков направления магн. поля, а также в системах автоматизации. Некоторые германий содержащие сплавы обладают сверхпроводимостью.
Источник: znaesh-kak.com
Золото и германий это металлы
ГАЛЛИЙ-GALLIUM (GA). ГЕРМАНИЙ-GERMANIUM (GE)
Когда Дмитрий Иванович Менделеев создавал свою систему химических элементов на основании открытого им периодического закона, в третьей группе периодической системы оставались свободные места. Их, по твердому убеждению Д. И. Менделеева, должны были занять неизвестные тогда элементы. Один из них в пятом ряду Д. И. Менделеев назвал экаалюминием.
Глубоко уверенный в объективности созданной им системы элементов, Д. И. Менделеев не только предсказал существование экаалюминия, но и весьма точно описал свойства этого, никому не известного элемента. О «таинственном» экаалюминии Д. И. Менделеев писал в журнале Русского химического общества в 1871 г., что атомная масса экаалю-миния близка к 68, его плотность около 6, температура плавления очень низка: в чистом виде этот металл должен плавиться в руке человека! Он должен быть открыт спектроскопически.
20 сентября 1875 г. на заседании Парижской Академии наук было зачитано письмо французского химика Лекок-де-Буабодрана об открытии при по-мощи спектрального .анализа химического элемента, названного им в честь своей родины Франции галлием. Вновь открытый элемент по всем своим свойствам был одинаков с экаалюминием.
Замечательно то, что Буабодран вначале неверно определил плотность галлия, занизив ее до цифры 4,7 против предсказанной Д. И. Менделеевым — «около 6,0». Д. И. Менделеев написал Буабодрану письмо в котором указывал на допущенную ошибку. Буабодран тщательно повторил исследования и убедился, что русский химик, «профессор из С.-Петербурга, никогда не только не державший галлия в своих руках», но даже не видавший его спектроскопически, оказался прав. Плотность галлия действительно была 5,94! «Я думаю. нет необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов Менделеева. «,- писал пo этому поводу Лекок-де-Буабодран.
Открытие галлия следует считать подлинным торжеством науки. Галлий был первым химическим элементом, подтвердившем триумф периодического закона Д. И. Менделеева. Хотя галлия в природе в два раза больше скандия, он очень рассеян.
В цинковых рудах галлия содержится всего две тысячных доли процента, в наиболее богатой галлием пиренейской цинковой обманке — 0,5%, а самый богатый галлием минерал, германит, из Юго-Западной Африки содержит всего шесть десятых процента галлия. Плавится галлий, как предсказал Д. И. Менделеев, в руке, при 30°С, а кипит лишь при температуре выше двух тысяч градусов (2070° С). Галлий, нанесенный на стекло, дает зеркала, сильно отражающие свет и выдерживающие нагревание до 500 — 600°С.
Германий-Germanium (Ge)
В 1871 г. Д. И. Менделеев предсказал существование элемента, расположенного между галлием и мышьяком в пятом ряду и между кремнием и оловом в четвертой группе. Замечательно, что Д. И. Менделеев, назвав новый элемент экасилицием, предсказал не только свойства самого экасилиция и его окиси, что им было сделано в отношении экаалюминия и экабора, но также и некоторых его соединений. 15 лет спустя немецкий химик Винклер открыл элемент, названный им в честь своей родины германием. Свойства германия дали наилучшее совпадение со свойствами экасилиция.
Сам Винклер, пораженный гениальностью русского химика, писал: «Вряд ли может существовать более яркое доказательство cправедливости учения о периодичности элементов. «.
Да! Открытие Д. И. Менделеева не имеет себе равных в науке. Не случайно, оценивая это открытие, Ф. Энгельс сравнил его с научным подвигом. И если раньше на периодический закон многие крупнейшие ученые, современники Д. И. Менделеева, смотрели через призму скептицизма, то после опубликования работ Винклера по исследованию германия в разных странах стали появляться один за другим претенденты, оспаривавшие у Д. И. Менделеева честь открытия периодического закона.
Применение германия в полупроводниковой технике разнообразно. Полупроводниковые приборы не только выпрямляют ток, усиливают радиоколебания, но и превращают тепловую энергию в электрическую. Первые генераторы такого рода были созданы советскими учеными уже в начале Великой Отечественной войны. Они имели вид обыкновенных солдатских котелков и предназначались для питания раций партизанских отрядов, действовавших в тылу врага на временно оккупированных им территориях. Стоило только налить в такой «котелок» воды, нагреть ее на пламени костра, и рация получала необходимый для работы ток.
Портативные генераторы, надевающиеся на стекло обыкновенной 20-линейной керосиновой лампы, превращают излучаемое ею тепло в электрический ток, достаточный для питания радиоприемника. Работами академика А. Ф. Иоффе доказана возможность использования полупроводниковых аппаратов для охлаждения летом и обогревания зимой целых квартир.
Германий — металл с очень высоким электрическим сопротивлением, в 57 000 раз большим, чем у меди. С повышением чистоты металла сопротивление. возрастает. Можно назвать еще ряд свойств, которые ставят германий в ряд исключительных и ценных металлов. Например, сплав германия с золотом сохраняет цвет золота и расширяется при охлаждении. Добавление двуокиси германия к стеклу позволяет получить оптические стекла с очень высоким показателем преломления.
Германий содержится всего лишь в двух очень редких минералах: аргиродите (минерал, состоящий из сернистого серебра и сернистого германия) и германите (основу минерала составляет сернистая медь и сернистый германий). Содержание германия в других источниках — золе некоторых каменных углей, цинковых рудах — очень мало.
Германию свойственна аллотропия, причем одна из аллотропных форм германия по своему внешнему виду напоминает металлы и называется металлической.
По многочисленным ступеням сложной обработки должны пройти тысячи тонн сырья, прежде чем из них будет выделено заметное количество чистого металла. С точки зрения полупроводниковой техники это абсолютно грязный и совершенно не обладающий свойствами полупроводников материал. Для радиотехники необходим германий, в котором примеси не должны превышать десятимиллионных долей процента. Иными словами, на миллиард атомов германия может приходиться . один атом примесей! Наличие в десяти миллионах атомов германия только одного атома мышьяка, фосфора или сурьмы сильно снижает его полупроводниковые свойства.
Распылением германия в земной коре и трудностями получения его в чистом виде объясняется малое производство германия при столь ценных его свойствах. Например, в 1946 г. выпуск германия в США составлял всего лишь 800 кг.
Источник: www.prosvetlenie.org