【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锗材料加工，具体而言，涉及一种锗器件及其制备方法。
技术介绍
1、在电子信息、红外光学以及光电子芯片领域的锗靶材包括高纯锗蒸镀靶材和磁控溅射用锗靶材。在高纯锗蒸镀靶材的尺寸均匀性和高致密度的需求背景下，高纯锗蒸镀靶材的制备工艺亟需优化或突破。通常情况下，锗蒸镀靶材可通过敲击方式制备，获得高纯锗蒸镀物料，此方法获得的物料形状不规则，尺寸难控制，已无法满足蒸镀原材料需求；通过进一步优化，形成了熔体滴入液态水成球形颗粒，获得球形的蒸镀靶材，该方法可获得球形度好，尺寸基本可控的锗靶材。然而，液滴在冷却过程中容易卷入水蒸气，形成空心球，影响球形的蒸镀靶材的致密度。高温水蒸气容易与锗反应生成一氧化锗/二氧化锗，使得锗物料利用率低，造成资源浪费。因此，亟需寻找一种形状尺寸精确控制、不卷入气体、加工稳定性强的工艺，制备生产出形状尺寸均匀、高致密度的高纯锗蒸镀靶材。
2、在高纯锗系列靶材质量和加工效率提升需求的背景下，高纯锗蒸镀靶材的制备工艺亟需优化或突破。通常情况下，磁控溅射用锗靶材多采用单晶材料，存在单晶生长效率低、内部应力导致精密加工成品率低等问题，难以保证锗靶材加工效率和低能耗要求。因此，亟需寻找一种加工效率高、工艺稳定和低能耗的磁控溅射用锗靶材制备工艺。
3、此外，人体内微量锗具有提高机体免疫功能、增强对疾病抵抗力、通过降低细胞膜的生物电位来达到抗癌目的、增强造血系统功能、调节脂类代谢等功效。且锗对于运动中的细胞凋亡与自由基产生具有良好的抑制作用，其在运动医学领域也具有良好的应用前景。因此，将锗材料
4、考虑到首饰的美观性，用于锗首饰制备的材料往往需要加工成特定形状的锗异形件。专利申请公布号为cn 114231774 a的中国专利申请提出利用基于粘结剂喷射3d打印成型技术制造银锗饰品的生产方法，将粉末状态的银合金粉和锗粉混合后一次打印成型，经烧结成为银锗成品。利用粉末混合的工艺可以克服锗金属单独难以加工成饰品的难题。但是将锗与其他贵金属共同烧结成合金来制备饰品，无疑增加了材料与加工成本，对于本身成本就较高的锗来说，不利于其在首饰方面的应用。其次，利用机加工的方式在室温下对金属锗进行加工，由于其塑性较差且形状特殊，极易发生碎裂，会大大降低锗异形件的成品率。因此，亟需寻找一种加工简便的方式来使异形件锗直接成形，以便将其直接嵌入金、银等贵金属首饰中，实现锗金属在首饰上的低成本化，促进其在保健领域的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种锗器件及其制备方法，以解决现有技术中由于锗在室温下质地较脆难以加工成特定形状而导致其应用受限的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种锗器件的制备方法，该制备方法包括：将区熔锗原料在650～800℃下进行成型处理，得到锗器件。
3、进一步地，上述成型处理的过程包括：将区熔锗原料进行热挤压处理，得到棒材；对棒材进行截取，得到小段棒材；将小段棒材冷却至20～30℃；截取的温度为650～700℃，冷却的速率为5～10℃/min。
4、进一步地，上述热挤压处理的温度为700～800℃；热挤压处理的挤压速率为0.10～15mm/s；将单道次热挤压处理的变形量控制在50％以下；棒材的直径为1～10mm；小段棒材的长度为1～10mm。
5、进一步地，上述热挤压处理的挤压速率为2～10mm/s；将单道次热挤压处理的变形量控制在40％以下；棒材的直径为2～5mm；小段棒材的长度为2～8mm。
6、进一步地，上述制备方法还包括：对冷却后小段棒材进行热墩成形处理，得到锗器件；热墩成形处理的温度为650～800℃，热墩成形处理的速率为0.10～15mm/s，优选热墩成形处理的速率为5～12mm/s。
7、进一步地，上述制备方法还包括：在真空条件下，将区熔锗原料进行熔炼处理，得到铸坯；对铸坯进行等温模锻处理，得到模锻处理后坯；将模锻处理后坯冷却至20～30℃，得到锗器件；等温模锻处理的温度为750～800℃。
8、进一步地，上述等温模锻处理的速率为0.15～15mm/s，优选等温模锻处理的速率为8～12mm/s，将等温模锻处理的变形量控制在40％以下；熔炼处理的温度为980～1000℃，铸坯的直径为6～100mm；冷却的速度为5～10℃/min。
9、进一步地，上述制备方法还包括：对锗器件依次进行酸洗、水洗、烘干的表面处理过程，酸洗所用的酸选自氢氟酸、盐酸、硝酸中的任意一种或多种。
10、进一步地，上述区熔锗原料的纯度为4n～7n。
11、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种锗器件，该锗器件由上述制备方法制备得到，该锗器件为锗首饰、锗蒸镀靶材、多晶锗靶坯中的任意一种；多晶锗靶坯为圆形锗靶坯或环形锗靶坯；圆形锗靶坯的直径为厚度为2～5mm；环形锗靶坯的长度为10～300mm，靶宽为5～10mm，圆弧半径为10～50mm。
12、应用本专利技术的技术方案，锗在室温下为脆性材料，难以通过塑性变形加工制备。本专利技术创新性探索出区熔锗材料的高温塑性成形温度窗口650～800℃，发现在该温度区间内锗具有优良的塑性，从而可以根据实际需要加工成任意形状的锗器件，有效避免传统工艺的加工效率低、高能耗、尺寸难以精确控制、产品致密度低、产品质量稳定性差等问题，进而极大地拓展了锗金属的应用范围，并提高了加工效率、降低了加工锗器件的成本。
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1.一种锗器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成型处理的过程包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理的温度为700～800℃；所述热挤压处理的挤压速率为0.10～15mm/s；将单道次所述热挤压处理的变形量控制在50％以下；所述棒材的直径为1～10mm；所述小段棒材的长度为1～10mm。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理的挤压速率为2～10mm/s；将单道次所述热挤压处理的变形量控制在40％以下；所述棒材的直径为2～5mm；所述小段棒材的长度为2～8mm。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述等温模锻处理的速率为0.15～15mm/s，将所述等温模锻处理的变形量控制在40％以下；所述熔炼处理的温度为980～1000℃，所述铸坯的直径为
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述区熔锗原料的纯度为4N～7N。
10.一种锗器件，其特征在于，所述锗器件由权利要求1至9中任一项所述制备方法制备得到，所述锗器件为锗首饰、锗蒸镀靶材、多晶锗靶坯中的任意一种；所述多晶锗靶坯为圆形锗靶坯或环形锗靶坯；所述圆形锗靶坯的直径为厚度为2～5mm；所述环形锗靶坯的长度为10～300mm，靶宽为5～10mm，圆弧半径为10～50mm。
...【技术特征摘要】
1.一种锗器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成型处理的过程包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理的温度为700～800℃；所述热挤压处理的挤压速率为0.10～15mm/s；将单道次所述热挤压处理的变形量控制在50％以下；所述棒材的直径为1～10mm；所述小段棒材的长度为1～10mm。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理的挤压速率为2～10mm/s；将单道次所述热挤压处理的变形量控制在40％以下；所述棒材的直径为2～5mm；所述小段棒材的长度为2～8mm。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制...
【专利技术属性】
技术研发人员：王同波，王云鹏，娄花芬，崔丁方，莫永达，孙燕，子光平，王苗苗，伍晓菁，李腾飞，张姣，
申请(专利权)人：中铝科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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