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锗的用途及应用领域介绍
锗的应用简介
锗是重要的半导体材料,在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。根据美国地质调查局数据显示(2015)全球锗终端用户所占比例如下:纤维光纤30%;红外光纤20%;聚合催化剂20%;电子和太阳能器件15%和其他(荧光粉、冶金、和化疗)15%。

光纤
掺锗光纤具有容量大、光损小、色散低、传输距离长及不受环境干扰等优良特性,是目前唯一可以工程化应用的光纤,是光通讯网络的主体,此外,GeCl4也用于高速光纤网,链路,光纤传感器,光纤制导及光纤系留装置等,近年来发展迅速。
红外光学
锗作为红外光学材料,具有红外折射率高,红外透过波段范围宽,吸收系数小、色散率低、易加工、闪光及腐蚀等优点,特别适用于军工及重大民用中的热成像仪与红外雷达及其他红外光学装置的窗口、透镜、棱镜与滤光片的材料;高纯锗或锗锂用于天文学的γ-谱仪,核反应能谱仪及等离子物理X-射线仪;Si-Ge10与掺***、镉、铜与镓的锗单晶用于红外探测器。
聚合催化剂
二氧化锗(GeO2)是生产聚对笨二甲酸乙二醇酯(PET)的催化剂,具有长纤维,由其制备的饮料与食用液体的各式容器,无毒、透明且气密性好。
电子太阳能部件
锗半导体器件用作二极管、晶体三极管及复合晶体管、锗半导体光电器件作光电、霍耳及压阻效应的传感器,作光电导效应的放射线检测器等,广泛用于彩电、电脑、电话及高频设备中,锗管特别适用于高频大功率器件中,且在强辐射与-40℃下运转正常;Ge-Si与Ge-Te作温差发电用于宇航、卫星与空间站的启动电源等。
锗在半导体器件上的应用已大部分被硅取代,仅在高频大功率器件上有一定用量,其他以光电雪崩二极管用量较大。
用锗作为衬底制作的GaAs/Ge太阳能电池,其性能与GaAs/GaAs电池接近,机械强度要更高,单片电池面积更大。在空间应用环境下,抗辐射阈值比硅电池高,性能衰退小,其应用成本接近于同样功率的硅电池板,已应用于各型军用卫星和部分商业卫星中,逐步成为主要的空间电源。
其他应用
锗用于医药,如Ge-132[β-羧乙基锗倍半氧化物-(GeCH2CH2COOH)2O3]临床应用于防治癌症。BGO作X-射线、CT-仪、PCT-仪,用于诊断肿瘤及骨骼结构与组织坏死等。锗化合物及其有机化合物可作牙膏与高效止痛膏等。
锗还应用于冶金、荧光粉等其它领域。
锗产业链
锗的产业链如下图所示:
锗产业链包括上游的资源提炼、中游的提纯和深加工以及下游红外、光纤等方面的高端应用。
从技术难度上来看,上游的提炼壁垒最低,但环保压力最大;中间环节的深加工技术难度大,高纯锗的制备工艺要求高,也是产业链中利润较为丰厚的部分;下游的应用由于涉及领域广,技术进步快,保持持续高盈利较难,行业波动大。目前锗产业的核心仍在中下游的深加工和应用,若是主要资源大国政策加码导致产量收缩,锗资源将会成为产业发展至关重要的因素。
行业供给端市场分析

锗资源极分散地存在于多种矿物及岩石中,世界上大多数锗生产企业都是从铅锌冶炼过程中提取锗,大约有30%来自回收部分,因此锗的产量增长受铅锌矿的生产规模及铅锌的含锗品位限制。而当前铅锌行业下游需求疲软,铅锌库