Газрын ховор элементийн том гэр бүлдгадолиний исэл (Gd2O2)нь физик, химийн өвөрмөц шинж чанар, өргөн хэрэглээний талбараараа материалын шинжлэх ухааны нийгэмлэгт од болсон. Энэхүү цагаан нунтаг бодис нь газрын ховор оксидын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг төдийгүй орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн хөгжилд зайлшгүй шаардлагатай үйл ажиллагааны материал юм. Эмнэлгийн дүрслэлээс авахуулаад цөмийн энергийн технологи, соронзон материалаас эхлээд оптик төхөөрөмж хүртэл гадолиний исэл хаа сайгүй байдаг нь газрын ховор материалын онцгой үнэ цэнийг тодотгож өгдөг.
1. Гадолиний оксидын үндсэн шинж чанарууд
Гадолиний исэлнь куб болор бүтэцтэй ердийн газрын ховор оксид юм. Кристал бүтцээрээ гадолиний ион ба хүчилтөрөгчийн ионууд тодорхой орон зайн зохион байгуулалтанд нийлж тогтвортой химийн холбоо үүсгэдэг. Энэхүү бүтэц нь гадолиний оксидыг 2350°С хүртэл хайлах цэгийг өгч, өндөр температуртай орчинд тогтвортой байлгах боломжийг олгодог.
Химийн шинж чанарын хувьд гадолиний исэл нь ердийн шүлтлэг ислийн шинж чанарыг харуулдаг. Энэ нь хүчилтэй урвалд орж зохих давс үүсгэдэг бөгөөд тодорхой гигроскопитой байдаг. Эдгээр шинж чанарууд нь материалыг бэлтгэх явцад гадолиний ислийг хадгалах, зохицуулах тусгай нөхцлийг шаарддаг.
Физик шинж чанарын хувьд гадолиний исэл нь маш сайн оптик болон соронзон шинж чанартай байдаг. Энэ нь өндөр хугарлын илтгэгчтэй, харагдах гэрлийн бүсэд сайн гэрлийн дамжуулалттай байдаг нь оптик талбарт хэрэглэх үндэс суурийг тавьдаг. Үүний зэрэгцээ гадолиниум ионы 4f электрон бүрхүүлийн бүтэц нь өвөрмөц соронзон шинж чанарыг өгдөг.
Брейфийн танилцуулга
| Бүтээгдэхүүний нэр | Гадолиний исэл, Гадолиний (III) исэл |
| Кас | 12064-62-9 |
| MF | Gd2O3 |
| Молекулын жин | 362.50 |
| Нягт | 7.407 г/см3 |
| Хайлах цэг | 2,420 хэм |
| Гадаад төрх | Цагаан нунтаг |
| Цэвэр байдал | 5N （Gd2O3/REO≥99.999%）；3N （Gd2O3/REO≥ 99.9%） |
| Уусах чадвар | Усанд уусдаггүй, хүчтэй эрдэс хүчилд дунд зэрэг уусдаг |
| Тогтвортой байдал | Бага зэрэг гигроскоптой |
| Олон хэлтэй | Гадолиниум исэл, оксид де гадолиниум, оксидо дель гадолинио |
| Уусах чадварын бүтээгдэхүүн Ksp | 1.8×10−23 |
| Кристал бүтэц | Монокклиник болор систем |
| Брэнд | Эрин үе |
2. Гадолиний оксидын үндсэн хэрэглээний талбарууд
Анагаах ухаанд гадолиний оксидын хамгийн чухал хэрэглээ бол соронзон резонансын дүрслэл (MRI) тодосгогч бодисуудын түүхий эд юм. Гадолиниумын цогцолборууд нь усны протоны амрах хугацааг эрс өөрчилж, дүрсний тодосгогчийг сайжруулж, өвчний оношлогоонд илүү тод дүрсийг өгдөг. Энэхүү програм нь орчин үеийн эмнэлгийн дүрслэлийн технологийг хөгжүүлэхэд ихээхэн түлхэц өгсөн.
Соронзон материалын салбарт гадолиний исэл нь гадолиний төмрийн анар (GdIG) зэрэг соронзон материалыг бэлтгэх гол түүхий эд юм. Эдгээр материалууд нь богино долгионы төхөөрөмж, соронзон-оптик төхөөрөмжүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд орчин үеийн харилцаа холбооны технологийг хөгжүүлэх материаллаг баазыг бүрдүүлдэг.
Оптик хэрэглээнд гадолиний оксид нь маш сайн оптик шинж чанартай тул фосфор, лазер материал, оптик бүрхүүл болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Ялангуяа хугарлын өндөр үзүүлэлттэй оптик хальс бэлтгэхэд гадолиний исэл нь онцгой давуу талтай байдаг.
Цөмийн энергийн технологид гадолиний ислийг нейтрон шингээх өндөр хөндлөн огтлолтой тул цөмийн реакторын хяналтын саваа материал болгон ашигладаг. Энэхүү хэрэглээ нь цөмийн реакторыг аюулгүй ажиллуулахад чухал ач холбогдолтой юм.
3. Гадолиний оксидын ирээдүйн хөгжил
Бэлтгэх технологи хөгжихийн хэрээр гадолиний оксидын нийлэгжилтийн аргыг тасралтгүй оновчтой болгосон. Уламжлалт хатуу фазын урвалын аргаас эхлээд дэвшилтэт соль-гелийн арга хүртэл бэлтгэх процессыг сайжруулснаар гадолиний оксидын цэвэршилт, гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц сайжирсан.
Шинээр гарч ирж буй хэрэглээний талбаруудад гадолиний исэл нь асар их боломжийг харуулж байна. Хатуу төлөвт гэрэлтүүлэг, квант тооцоолол, байгаль орчны засаглал болон бусад чиглэлээр судлаачид гадолиний оксидын шинэ хэрэглээг судалж байна. Эдгээр хайгуулууд нь гадолиний оксидын ирээдүйн хөгжлийн шинэ чиглэлийг нээж өгсөн.
Аж үйлдвэрийн хэтийн төлөвийн үүднээс авч үзвэл, шинэ эрчим хүч, шинэ материал зэрэг стратегийн хөгжиж буй салбарууд хурдацтай хөгжихийн хэрээр гадолиний ислийн зах зээлийн эрэлт өсөх болно. Ялангуяа өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэл, хамгийн сүүлийн үеийн технологийн салбарт гадолиний ислийн ач холбогдол улам бүр нэмэгдэнэ.
Газрын ховор элементийн гэр бүлийн чухал гишүүн болох гадолиний оксидын үнэ цэнэ нь түүний өнөөгийн өргөн хүрээний хэрэглээнд төдийгүй ирээдүйн технологийн хөгжилд хязгааргүй боломжоор тусгалаа олсон юм. Эмнэлгийн эрүүл мэндээс эхлээд эрчим хүчний технологи, мэдээллийн харилцаа холбооноос байгаль орчныг хамгаалах хүртэл гадолиний исэл нь өвөрмөц шинж чанараараа хүн төрөлхтний шинжлэх ухаан, технологийн хөгжилд чухал хувь нэмэр оруулж байна. Материалын шинжлэх ухаан тасралтгүй хөгжихийн хэрээр гадолиний исэл илүү олон салбарт гялалзаж, газрын ховор материалын домогт бүлгийг үргэлжлүүлэх нь дамжиггүй.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 2-р сарын 20-ны хооронд