Dalam keluarga besar unsur nadir bumi,gadolinium oksida (Gd2O2)telah menjadi bintang dalam komuniti sains bahan dengan sifat fizikal dan kimianya yang unik serta bidang aplikasi yang luas. Bahan serbuk putih ini bukan sahaja ahli penting oksida nadir bumi, tetapi juga bahan berfungsi yang sangat diperlukan dalam pembangunan sains dan teknologi moden. Daripada pengimejan perubatan kepada teknologi tenaga nuklear, daripada bahan magnetik kepada peranti optik, gadolinium oksida ada di mana-mana, menonjolkan nilai unik bahan nadir bumi.
1. Sifat asas gadolinium oksida
Gadolinium oksidaialah oksida nadir bumi biasa dengan struktur hablur padu. Dalam struktur kristalnya, ion gadolinium dan ion oksigen digabungkan dalam susunan ruang tertentu untuk membentuk ikatan kimia yang stabil. Struktur ini memberikan gadolinium oksida takat lebur sehingga 2350°C, membolehkan ia kekal stabil dalam persekitaran suhu tinggi.
Dari segi sifat kimia, gadolinium oksida mempamerkan ciri oksida alkali yang tipikal. Ia boleh bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam yang sepadan dan mempunyai higroskopisitas tertentu. Ciri-ciri ini memerlukan keadaan penyimpanan dan pengendalian khas untuk gadolinium oksida semasa penyediaan bahan.
Dari segi sifat fizikal, gadolinium oksida mempunyai sifat optik dan magnet yang sangat baik. Ia mempunyai indeks biasan yang tinggi dan penghantaran cahaya yang baik di kawasan cahaya yang boleh dilihat, yang meletakkan asas untuk aplikasinya dalam medan optik. Pada masa yang sama, struktur kulit elektron 4f ion gadolinium memberikan sifat magnetik yang unik.
Pengenalan ringkas
| Nama produk | Gadolinium Oksida,Gadolinium(III) oksida |
| Cas | 12064-62-9 |
| MF | Gd2O3 |
| Berat Molekul | 362.50 |
| Ketumpatan | 7.407 g/cm3 |
| Takat lebur | 2,420° C |
| Penampilan | Serbuk putih |
| Kesucian | 5N （Gd2O3/REO≥99.999%）；3N （Gd2O3/REO≥ 99.9%） |
| Keterlarutan | Tidak larut dalam air, sederhana larut dalam asid mineral kuat |
| Kestabilan | Sedikit higroskopik |
| berbilang bahasa | GadoliniumOxid, Oxyde De Gadolinium, Oxido Del Gadolinio |
| Hasil keterlarutan Ksp | 1.8×10−23 |
| Struktur kristal | Sistem kristal monoklinik |
| Jenama | Epok |
2. Kawasan aplikasi teras gadolinium oksida
Dalam bidang perubatan, aplikasi gadolinium oksida yang paling penting adalah sebagai bahan mentah untuk agen kontras pengimejan resonans magnetik (MRI). Kompleks gadolinium boleh mengubah masa kelonggaran proton air dengan ketara, meningkatkan kontras pengimejan dan memberikan imej yang lebih jelas untuk diagnosis penyakit. Aplikasi ini telah banyak menggalakkan pembangunan teknologi pengimejan perubatan moden.
Dalam bidang bahan magnetik, gadolinium oksida merupakan bahan mentah utama untuk penyediaan bahan magnet seperti garnet besi gadolinium (GdIG). Bahan-bahan ini memainkan peranan penting dalam peranti gelombang mikro dan peranti magneto-optik, dan menyediakan asas material untuk pembangunan teknologi komunikasi moden.
Dalam aplikasi optik, gadolinium oksida digunakan secara meluas dalam fosfor, bahan laser, salutan optik dan bidang lain kerana sifat optiknya yang sangat baik. Terutama dalam penyediaan filem optik indeks biasan tinggi, gadolinium oksida menunjukkan kelebihan unik.
Dalam teknologi tenaga nuklear, gadolinium oksida digunakan sebagai bahan rod kawalan untuk reaktor nuklear kerana keratan rentas serapan neutronnya yang tinggi. Aplikasi ini sangat penting untuk operasi selamat reaktor nuklear.
3. Pembangunan masa depan gadolinium oksida
Dengan kemajuan teknologi penyediaan, kaedah sintesis gadolinium oksida telah dioptimumkan secara berterusan. Daripada kaedah tindak balas fasa pepejal tradisional kepada kaedah sol-gel termaju, penambahbaikan proses penyediaan telah meningkatkan ketulenan dan prestasi gadolinium oksida dengan ketara.
Dalam bidang aplikasi yang baru muncul, gadolinium oksida menunjukkan potensi yang besar. Dalam pencahayaan keadaan pepejal, pengkomputeran kuantum, tadbir urus alam sekitar dan aspek lain, penyelidik sedang meneroka aplikasi baharu gadolinium oksida. Penerokaan ini telah membuka hala tuju baharu untuk pembangunan gadolinium oksida pada masa hadapan.
Dari perspektif prospek industri, dengan perkembangan pesat industri baru muncul strategik seperti tenaga baharu dan bahan baharu, permintaan pasaran untuk gadolinium oksida akan terus berkembang. Terutamanya dalam bidang pembuatan mewah dan teknologi canggih, kepentingan gadolinium oksida akan dipertingkatkan lagi.
Sebagai ahli penting keluarga bahan nadir bumi, nilai gadolinium oksida bukan sahaja dicerminkan dalam rangkaian luas aplikasi semasa, tetapi juga dalam kemungkinan tanpa hadnya dalam pembangunan teknologi masa depan. Daripada kesihatan perubatan kepada teknologi tenaga, daripada komunikasi maklumat kepada perlindungan alam sekitar, gadolinium oksida memberi sumbangan penting kepada kemajuan sains dan teknologi manusia dengan sifat uniknya. Dengan pembangunan berterusan sains bahan, gadolinium oksida pasti akan bersinar dalam lebih banyak bidang dan meneruskan bab legenda bahan nadir bumi.
Masa siaran: Feb-20-2025