红外光学薄膜:锗锭加工为锗蒸发料,用于制备红外光学薄膜(如增透膜、滤光膜),提升红外镜片的透过率与抗反射性能,适配高端光学系统需求。
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。
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%。
预处理提纯工艺:
化学净化:混合酸(HF:HNO₃=3:1)腐蚀去除表面杂质,去离子水清洗后真空烘干(120~150℃,2~3 小时);
真空烧结:将锗粉压块后在 800~900℃真空环境下烧结,去除孔隙与吸附气体,提升原料致密度。