Strategická surovina - Germanium

Germanium objevil v roce 1886 německý chemik Clemens A. Winkler, který jej pojmenoval podle země svého původu. Tento křehký šedobílý kov byl pro využití v technice dlouhou dobu zcela bezcenný. Téměř 100 let trvalo než si jej všimla polovodičová technika, která jej stále využívá. Cesta germania ke své slávě byla nebyla lehká, zato byla plná zajímavých použití.

Než bylo samotné germanium objeveno, byla jeho existence předpovězena Mendělejevem v prázdném místě periodické soustavy prvků. Germanium patří mezi vzácné polokovové prvky nacházející se jako příměs v zinkových a stříbrných rudách. Germanium jako pevná látka má vlastnosti polovodiče,po překročení teploty tání 938°C se germanium chová podobně jako kov.

Kdysi patřilo k nejdražším kovům, jeho celosvětová výroba se pohybovala před 60 lety v několika tisících tun. Tehdejší hlavní výrobce Kongo udržovalo kvůli jeho vysoké celosvětové ceně schválně 100 x menší výrobu než byla možná. Germanium je často jako stopová příměs v mnoha ložiscích uhlí. U nás se nepatrné množství vyrábělo v Kaznějově z popelu spáleného uhlí s jeho zvýšeným obsahem a z podložních jílů hnědouhelné mostecké pánve.Světová roční produkce germania v r.20112 činila 128 t, nejvíce (90 t) se vyrobilo v Číně, ruská produkce činila 5 t, USA 3 t.

Pro polovodičovou techniku je nutné vyrábět germanium zcela čisté. Zajímavé bylo jedno z prvních využití germania. Přenosné germaniové generátory nasazené na cylindr petrolejové lampy mění teplo plamene v elektrický proud, který využívali zejména obyvatelé Sibiře jako zdroj pro energie pro rádia a televizory.

Za druhé světové války používali sovětští partyzáni germaniové kotlíky, v nichž stačilo ohřát na ohni vodu, aby dávaly elektrický proud potřebný pro činnost vysílačky.

Zvýšený zájem o germanium nastal v 50. letech 20. století, kdy byl objeven tranzistor a další polovodičové součástky na bázi vysoce čistého germania. Germanium bylo však v této oblasti brzy vystřídáno mnohem levnějším a v zemské kůře zastoupenějším křemíkem. Nicméně germanium je nadále používáno pro výrobu polovodičových usměrňovacích diod.

Germanium také dovede přeměňovat sluneční světlo přímo v elektrický proud.

V současné době se germanium používá v průmyslové výrobě polovodičů jako germanid křemíku (SiGe) pro výrobu integrovaných obvodů s vysokou rychlostí přenosu signálu.

Uplatnění má germanium např. při výrobě světlovodné optiky, jeho přítomnost v materiálu podstatným způsobem zvyšuje index lomu materiálu. Používá se na výrobu čoček pro kamery s širokým úhlem záběru nebo v noktovizorech. Germanium mění vlastnosti některých kovů. Teplotu tání zlata sníží z 1060 ° C až na 356°C, slitina se zlatem se používá jako tzv. klenotnická pájka. V zubním lékařství se ze slitiny germania s mědí a zlatem používá na zhotovování velmi stálých plomb.

Zdroj: fyzmatik.pise.cz

ZDROJ: fyzmatik.pise.cz, VŠB, kráceno, upraveno