锗合金制备:4N~5N 级真空熔炼锗锭用于生产锗铜、锗铝、锗镁等合金,核心作用是:
提升合金的强度、硬度与耐腐蚀性(如锗铜合金用于制造航空发动机叶片、精密机械零件);
改善合金的切削加工性能(如锗铝合金用于汽车轻量化零部件)。
医疗与生物领域:锗化合物(如有机锗)用于制备医疗敷料、保健品(需严格控制剂量),据称具有抗氧化、促进新陈代谢的作用,但应用范围较窄,市场规模有限。
核心工艺特点:
优势:设备成熟、产能大(单炉可生产 300~600mm 长锗锭)、纯度可控(6N~9N)、晶体完整性好;
局限:对原料初始纯度要求较高(需 5N 以上粗锗),单炉生产周期长(8~20 道次,合计耗时 12~36 小时)。
主要用于制备超高纯(8N~9N)或大尺寸锗锭,适配半导体、核探测等高端需求,工艺细节如下:
工艺核心原理:锗料垂直悬挂(通过籽晶固定于顶部,尾料置于底部),利用高频线圈或电子束加热形成垂直熔区,熔区从下至上移动,杂质向尾料富集,纯锗沿籽晶定向生长。
关键技术要点:
熔区稳定控制:通过电磁约束或表面张力维持熔区形态(宽度 1~2cm),避免倾斜或断裂;
气氛保护:采用高纯度 H₂气氛(纯度≥99.9999%),抑制锗氧化并还原微量氧化物杂质;
多道次优化:需 15~30 道次提纯,每道次后反向移动熔区,提升纯度均匀性。
适用场景:用于 9N 级超高纯锗锭(核辐射探测器用)、大直径锗单晶前驱体,产量占比约 5%~8%,成本较水平区熔法高 30%~50%。

