Germanium: tetthet, egenskaper, bruk og verditabell

Germanium er et grunnstoff i den fjerde hovedgruppen i periodesystemet. I ren form er germanium en typisk halvleder med hvit farge, grålig skjær og metallglans.

I naturen danner germanium sjelden egne industrielt utnyttbare mineraler og forekommer oftere spredt i sulfidmalmer av sink og kobber, enkelte kulltyper og askerester samt noen silikatmineraler. Det utvinnes derfor vanligvis som et biprodukt ved behandling av andre råstoffer.

Materialet brukes som halvleder i transistorer og andre elektroniske enheter i elektroteknisk industri. Det brukes også mye i infrarød optikk og fiberoptikk.

Germanium har ingen dokumentert biologisk betydning for levende organismer. Germaniumforbindelser bør ikke betraktes som behandlingsmidler uten medisinsk dokumentasjon og sikkerhetskontroll.

Tabell over germaniums tetthet

Germanium er et komplisert materiale, og det er ikke mulig å beregne tettheten selv under feltforhold. Slike målinger utføres i spesialiserte kjemiske laboratorier. Den gjennomsnittlige tettheten til germanium er imidlertid kjent og utgjør 5,323 g/cm³.

Tabellen nedenfor forenkler beregningene ved å vise germaniums tetthet og vekt i ulike måleenheter.

Germaniums egenskaper

Germanium er et sprøtt, hvitt halvmetall med sølvaktig skjær og et kubisk diamantkrystallgitter. Materialets smeltepunkt er 938,25 °C. Kokepunktet er 2850 °C. Tettheten er 5,33 g/cm³.

En særegen egenskap ved germanium er at tettheten øker ved smelting. Fast germanium har en tetthet på 5,323 g/cm³ ved 25 °C, mens flytende germanium har en tetthet på 5,557 g/cm³ ved 1000 °C. Grunnstoffene silisium, antimon, gallium, vismut og cerium samt vann har også denne egenskapen.

Når det gjelder elektrofysiske egenskaper, er germanium en halvleder med indirekte båndgap.

Enkelte spesialdopede strukturer og germaniumforbindelser undersøkes ved lave temperaturer, men i vanlige tekniske beregninger betraktes germanium først og fremst som et halvledermateriale og ikke som en praktisk superleder.

Under normale forhold er materialet bestandig mot vann, luft, syrer og baser, men kan løses i en basisk løsning av hydrogenperoksid og i kongevann.

Germaniums prosentvise anvendelse kan fordeles på følgende bruksområder:

• Produksjon av fiberoptikk – 35 prosent
• Produksjon av termografisk optikk – 30 prosent
• Fremstilling av kjemiske katalysatorer – 15 prosent
• Bruk i elektronikk – 15 prosent
• Bruk i metallurgi – 5 prosent

Germanium har svært gode egenskaper for produksjon av forskjellige typer optikk. Den høye gjennomtrengeligheten for infrarød stråling gjør germanium godt egnet til infrarøde linser, optikk, prismer og vinduer i optiske sensorer. Det viktigste bruksområdet i denne sektoren er imidlertid produksjon av termografiske kameraer.

I elektronikken brukes germanium som bestanddel i mikrobølgeenheter og som et stabilt termoelektrisk materiale i termoelektriske legeringer.

Germanium brukes også i kjernefysikk som materiale i gammadetektorer.