logo
Лекции по МРМ

3.5.10.4. Получение металлического германия Наиболее распространенный способ получения металлического германия – восстановление двуокиси германия водородом.

Восстановление водородом протекает в две стадии:

GeO2 + Н2 = GeO + Н2О (3.83)

GeO2 + Н2 = Ge + Н2О (3.84)

Суммарная реакция восстановления:

GeO2 + 2 H2O = Ge + 2 H2O (3.85)

Процесс ведут в трубчатых печах в трубах из кварца или графита, в лодочках из графита в течение 3 - 3,5 часов (рис. 3.13).

H2O

H2 изб

H2O пар

H2

GeO2

650 – 680 оC

1100 оС

< 1100 оС

H2O

Рис. 3.13 – Схема трубчатой печи для восстановления германия из GeO2

Так как при температуре > 700 оС GeO2 летит, восстановление ведут при 600 - 680 оС. После окончания восстановления температуру поднимают до 1000 - 1050 оС для расплавления порошка германия. Затем лодочку с расплавом выдвигают с определенной скоростью, при этом происходит первая очистка германия от примесей по способу направленной кристаллизации. Происходит удаление из металла газа, примесей. Примеси сосредотачиваются в одном конце. Измеряют сопротивление слитка, если R<20 Ом.см2, то его возвращают на очистку. Для полупроводниковой электроники необходим германий с электросопротивлением 40 - 50 Ом.см2. Такому удельному электросопротивлению соответствует германий с содержанием примесей 10-8 – 10-9 %. Если R>20 Ом.см2, то слиток направляют на рафинирование.

Применяется и цинкотермический способ получения германия.