У великій родині рідкоземельних елементів,оксид гадолінію (Gd2O2)став зіркою в спільноті матеріалознавства завдяки своїм унікальним фізичним та хімічним властивостям і широким сферам застосування. Ця біла порошкоподібна речовина є не лише важливим членом оксидів рідкоземельних елементів, але й незамінним функціональним матеріалом у розвитку сучасної науки і техніки. Від медичної візуалізації до технологій ядерної енергетики, від магнітних матеріалів до оптичних пристроїв, оксид гадолінію є всюди, підкреслюючи унікальну цінність рідкоземельних матеріалів.
1. Основні властивості оксиду гадолінію
Оксид гадолінію— типовий оксид рідкоземельних елементів з кубічною кристалічною структурою. У його кристалічній структурі іони гадолінію та іони кисню об'єднані в певному просторовому розташуванні, утворюючи стабільний хімічний зв'язок. Ця структура надає оксиду гадолінію температуру плавлення до 2350°C, що дозволяє йому залишатися стабільним у середовищах з високою температурою.
Щодо хімічних властивостей, оксид гадолінію демонструє типові характеристики лужного оксиду. Він може реагувати з кислотами, утворюючи відповідні солі, та має певну гігроскопічність. Ці характеристики вимагають спеціальних умов зберігання та обробки оксиду гадолінію під час приготування матеріалу.
Щодо фізичних властивостей, оксид гадолінію має чудові оптичні та магнітні властивості. Він має високий показник заломлення та хороше світлопропускання у видимому діапазоні світла, що закладає основу для його застосування в оптичній галузі. Водночас, структура електронної оболонки 4f іона гадолінію надає йому унікальних магнітних властивостей.
Короткий вступ
| Назва продукту | Оксид гадолінію, оксид гадолінію (III) |
| Кас | 12064-62-9 |
| MF | Gd2O3 |
| Молекулярна маса | 362,50 |
| Щільність | 7,407 г/см3 |
| Температура плавлення | 2420°C |
| Зовнішній вигляд | Білий порошок |
| Чистота | 5N （Gd2O3/REO≥99,999 %）；3N （Gd2O3/REO≥ 99,9 %） |
| Розчинність | Нерозчинний у воді, помірно розчинний у сильних мінеральних кислотах |
| Стабільність | Злегка гігроскопічний |
| Багатомовний | Оксид гадолінію, оксид гадолінію, оксид гадолінію |
| Добуток розчинності Ksp | 1,8×10−23 |
| Кристалічна структура | Моноклінна кристалічна система |
| Бренд | Епоха |
2. Основні області застосування оксиду гадолінію
У медичній галузі найважливішим застосуванням оксиду гадолінію є використання його як сировини для контрастних речовин для магнітно-резонансної томографії (МРТ). Комплекси гадолінію можуть значно змінювати час релаксації протонів води, покращувати контрастність зображення та забезпечувати чіткіші зображення для діагностики захворювань. Це застосування значно сприяло розвитку сучасних технологій медичної візуалізації.
В галузі магнітних матеріалів оксид гадолінію є ключовою сировиною для отримання магнітних матеріалів, таких як гадолінієвий залізний гранат (GdIG). Ці матеріали відіграють важливу роль у мікрохвильових та магнітооптичних пристроях, а також забезпечують матеріальну основу для розвитку сучасних комунікаційних технологій.
В оптичних застосуваннях оксид гадолінію широко використовується у люмінофорах, лазерних матеріалах, оптичних покриттях та інших галузях завдяки своїм чудовим оптичним властивостям. Особливо при виготовленні оптичних плівок з високим показником заломлення оксид гадолінію демонструє унікальні переваги.
У ядерній енергетиці оксид гадолінію використовується як матеріал регулювальних стрижнів для ядерних реакторів завдяки високому поперечному перерізу поглинання нейтронів. Це застосування має велике значення для безпечної експлуатації ядерних реакторів.
3. Майбутній розвиток оксиду гадолінію
З розвитком технології отримання, метод синтезу оксиду гадолінію постійно оптимізується. Від традиційного методу твердофазної реакції до вдосконаленого золь-гель методу, удосконалення процесу отримання значно покращило чистоту та характеристики оксиду гадолінію.
У нових галузях застосування оксид гадолінію демонструє великий потенціал. У твердотільному освітленні, квантових обчисленнях, управлінні навколишнім середовищем та інших аспектах дослідники вивчають нові способи застосування оксиду гадолінію. Ці дослідження відкрили нові напрямки для майбутнього розвитку оксиду гадолінію.
З точки зору перспектив галузі, зі швидким розвитком стратегічних галузей, що розвиваються, таких як нова енергетика та нові матеріали, ринковий попит на оксид гадолінію продовжуватиме зростати. Особливо в галузях високотехнологічного виробництва та передових технологій значення оксиду гадолінію ще більше зростатиме.
Як важливий член родини рідкоземельних матеріалів, цінність оксиду гадолінію відображається не лише в його широкому спектрі застосування, але й у необмежених можливостях у майбутньому технологічному розвитку. Від медицини до енергетичних технологій, від інформаційно-комунікаційних технологій до захисту навколишнього середовища, оксид гадолінію завдяки своїм унікальним властивостям робить важливий внесок у розвиток людської науки і техніки. З постійним розвитком матеріалознавства оксид гадолінію, безсумнівно, сяятиме в нових галузях і продовжить легендарну главу рідкоземельних матеріалів.
Час публікації: 20 лютого 2025 р.