Lielajā retzemju elementu saimēgadolīnija oksīds (Gd2O2)ir kļuvusi par zvaigzni materiālzinātnes aprindās, pateicoties savām unikālajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām un plašajam pielietojuma laukam. Šī baltā pulverveida viela ir ne tikai svarīgs retzemju oksīdu pārstāvis, bet arī neaizstājams funkcionāls materiāls mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju attīstībā. No medicīniskās attēlveidošanas līdz kodolenerģijas tehnoloģijai, no magnētiskiem materiāliem līdz optiskām ierīcēm, gadolīnija oksīds ir visur, izceļot retzemju materiālu unikālo vērtību.
1. Gadolīnija oksīda pamatīpašības
Gadolīnija oksīdsir tipisks retzemju oksīds ar kubisku kristāla struktūru. Tā kristāla struktūrā gadolīnija joni un skābekļa joni ir apvienoti noteiktā telpiskā izkārtojumā, veidojot stabilu ķīmisko saiti. Šī struktūra piešķir gadolīnija oksīdam kušanas temperatūru līdz 2350 °C, ļaujot tam saglabāt stabilitāti augstas temperatūras vidē.
Runājot par ķīmiskajām īpašībām, gadolīnija oksīdam piemīt tipiskas sārmainu oksīdu īpašības. Tas var reaģēt ar skābēm, veidojot atbilstošus sāļus, un tam ir noteikta higroskopiskums. Šīs īpašības prasa īpašus gadolīnija oksīda uzglabāšanas un apstrādes apstākļus materiāla sagatavošanas laikā.
Runājot par fizikālajām īpašībām, gadolīnija oksīdam ir izcilas optiskās un magnētiskās īpašības. Tam ir augsts refrakcijas indekss un laba gaismas caurlaidība redzamās gaismas diapazonā, kas liek pamatus tā pielietojumam optiskajā laukā. Vienlaikus gadolīnija jona 4f elektronu apvalka struktūra piešķir tam unikālas magnētiskās īpašības.
Breif ievads
| Produkta nosaukums | Gadolīnija oksīds, gadolīnija(III) oksīds |
| Kas | 12064-62-9 |
| MF | Gd2O3 |
| Molekulmasa | 362,50 |
| Blīvums | 7,407 g/cm3 |
| Kušanas temperatūra | 2420°C |
| Izskats | Balts pulveris |
| Tīrība | 5N （Gd2O3/REO≥99,999%）；3N （Gd2O3/REO≥ 99,9%） |
| Šķīdība | Nešķīst ūdenī, mēreni šķīst stiprās minerālskābēs |
| Stabilitāte | Nedaudz higroskopisks |
| Daudzvalodu | Gadolīnija oksīds, gadolīnija oksīds, gadolīnija oksido |
| Šķīdības reizinājums Ksp | 1,8 × 10−23 |
| Kristāla struktūra | Monoklīniskā kristāla sistēma |
| Zīmols | Laikmets |
2. Gadolīnija oksīda galvenās pielietojuma jomas
Medicīnas jomā gadolīnija oksīda svarīgākais pielietojums ir kā izejviela magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) kontrastvielām. Gadolīnija kompleksi var ievērojami mainīt ūdens protonu relaksācijas laiku, uzlabot attēlveidošanas kontrastu un nodrošināt skaidrākus attēlus slimību diagnostikai. Šis pielietojums ir ievērojami veicinājis mūsdienu medicīniskās attēlveidošanas tehnoloģiju attīstību.
Magnētisko materiālu jomā gadolīnija oksīds ir galvenā izejviela tādu magnētisku materiālu kā gadolīnija dzelzs granāts (GdIG) ražošanai. Šiem materiāliem ir svarīga loma mikroviļņu ierīcēs un magnetooptiskajās ierīcēs, un tie nodrošina materiālu pamatu mūsdienu sakaru tehnoloģiju attīstībai.
Optiskos pielietojumos gadolīnija oksīds tiek plaši izmantots fosforos, lāzermateriālos, optiskajos pārklājumos un citās jomās, pateicoties tā lieliskajām optiskajām īpašībām. Īpaši augsta refrakcijas indeksa optisko plēvju izgatavošanā gadolīnija oksīdam ir unikālas priekšrocības.
Kodolenerģijas tehnoloģijā gadolīnija oksīds tiek izmantots kā vadības stieņu materiāls kodolreaktoros, pateicoties tā augstajam neitronu absorbcijas šķērsgriezumam. Šim pielietojumam ir liela nozīme kodolreaktoru drošā ekspluatācijā.
3. Gadolīnija oksīda turpmākā attīstība
Attīstoties sagatavošanas tehnoloģijai, gadolīnija oksīda sintēzes metode ir nepārtraukti optimizēta. No tradicionālās cietfāzes reakcijas metodes līdz progresīvai sol-gēla metodei sagatavošanas procesa uzlabošana ir ievērojami uzlabojusi gadolīnija oksīda tīrību un veiktspēju.
Jaunās pielietojuma jomās gadolīnija oksīdam ir liels potenciāls. Cietvielu apgaismojumā, kvantu skaitļošanā, vides pārvaldībā un citos aspektos pētnieki pēta jaunus gadolīnija oksīda pielietojumus. Šie pētījumi ir pavēruši jaunus virzienus gadolīnija oksīda turpmākai attīstībai.
No nozares perspektīvu viedokļa, strauji attīstoties tādām stratēģiski jaunām nozarēm kā jauna enerģija un jauni materiāli, tirgus pieprasījums pēc gadolīnija oksīda turpinās pieaugt. Īpaši augstas klases ražošanas un progresīvo tehnoloģiju jomā gadolīnija oksīda nozīme vēl vairāk palielināsies.
Kā svarīgs retzemju materiālu saimes loceklis, gadolīnija oksīda vērtība atspoguļojas ne tikai tā pašreizējā plašajā pielietojumu klāstā, bet arī neierobežotajās iespējās nākotnes tehnoloģiju attīstībā. No medicīnas veselības līdz enerģētikas tehnoloģijām, no informācijas komunikācijas līdz vides aizsardzībai, gadolīnija oksīds ar savām unikālajām īpašībām sniedz nozīmīgu ieguldījumu cilvēces zinātnes un tehnoloģiju attīstībā. Līdz ar materiālzinātnes nepārtrauktu attīstību gadolīnija oksīds noteikti spīdēs arvien vairāk jomās un turpinās leģendāro retzemju materiālu nodaļu.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 20. februāris