Acerca del Germanio
El germanio es un metaloide brillante, duro, de color blanco grisáceo en el grupo del carbono, químicamente similar a su grupo vecino al estaño y al silicio. El germanio puro es un semiconductor con una apariencia similar al silicio elemental.
Resumen
| Elemento | Germanio |
| Número atómico | 32 |
| Categoría de elemento | Metaloides |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 5,323 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 135 MPa |
| Límite de elastacidad | 135 MPa |
| Módulo de Young | 103 GPa |
| Escala de Mohs | 6 |
| Dureza Brinell | N / A |
| Dureza Vickers | N / A |
| Punto de fusion | 938,3 ° C |
| Punto de ebullición | 2820 ° C |
| Conductividad térmica | 59,9 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 6 µm / mK |
| Calor especifico | 0,32 J / g K |
| Calor de fusión | 36,94 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 330,9 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 1E9 |
| Susceptibilidad magnética | −76,8e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Germanio
En espectroscopía gamma, se prefiere el germanio debido a que su número atómico es mucho mayor que el del silicio y aumenta la probabilidad de interacción de los rayos gamma. Además, el germanio tiene una energía media más baja necesaria para crear un par electrón-hueco, que es de 3,6 eV para el silicio y 2,9 eV para el germanio. Esto también proporciona a este último una mejor resolución en energía. Un semiconductor de germanio grande, limpio y casi perfecto es ideal como contador de radiactividad. Sin embargo, es difícil y caro hacer cristales grandes con suficiente pureza. Por otro lado, para lograr la máxima eficiencia los detectores deben operar a las muy bajas temperaturas del nitrógeno líquido (-196 ° C), porque a temperatura ambiente el ruido causado por la excitación térmica es muy alto. Dado que los detectores de germanio producen la resolución más alta comúnmente disponible en la actualidad,
Producción y precio del Germanio
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del germanio puro rondaron los 3600 $ / kg.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Germanio
Resistencia del Germanio
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del Germanio
La resistencia máxima a la tracción del germanio es de 135 MPa.
Límite de elastacidad del Germanio
El límite elástico del germanio es de 135 MPa.
Módulo de Young del Germanio
El módulo de Young del germanio es 103 GPa.
Dureza del Germanio
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del germanio es aproximadamente N / A.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del germanio es aproximadamente N / A.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de dureza mineral de Mohs se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El germanio tiene una dureza de aproximadamente 6.
Ver también: dureza de materiales
Germanio – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del germanio es una estructura cúbica de diamante centrada en las caras .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina del Germanio
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Germanio
Germanio: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de Germanio de fusión es 938,3 ° C .
Punto de Germanio de ebullición es 2820 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Germanio – Conductividad térmica
La conductividad térmica del germanio es 59,9 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Germanio
El coeficiente de expansión térmica lineal del germanio es de 6 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Germanio: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de germanio es 0,32 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del germanio es 36,94 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del germanio es 330,9 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de los elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Germanio – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Los diferentes materiales reaccionan a la aplicación del campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Germanio
La resistividad eléctrica del germanio es 1E9 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el germanio conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Germanio
La susceptibilidad magnética del germanio es -76,8e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del germanio en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Germanio
