ในตระกูลธาตุหายากขนาดใหญ่แกโดลิเนียมออกไซด์ (Gd2O2)กลายเป็นดาวเด่นในชุมชนวิทยาศาสตร์วัสดุด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และสาขาการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวาง สารผงสีขาวนี้ไม่เพียงแต่เป็นสมาชิกที่สำคัญของออกไซด์ของแรร์เอิร์ธเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุฟังก์ชันที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ ตั้งแต่การถ่ายภาพทางการแพทย์ไปจนถึงเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ จากวัสดุแม่เหล็กไปจนถึงอุปกรณ์ออปติก ออกไซด์ของแกโดลิเนียมมีอยู่ทุกที่ ซึ่งเน้นย้ำถึงคุณค่าเฉพาะตัวของวัสดุแรร์เอิร์ธ
1. คุณสมบัติพื้นฐานของแกโดลิเนียมออกไซด์
แกโดลิเนียมออกไซด์เป็นออกไซด์ของแรร์เอิร์ธชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างผลึกเป็นลูกบาศก์ ในโครงสร้างผลึกนั้น ไอออนของแกโดลิเนียมและไอออนของออกซิเจนจะรวมกันอยู่ในรูปแบบเชิงพื้นที่เฉพาะเพื่อสร้างพันธะเคมีที่เสถียร โครงสร้างนี้ทำให้แกโดลิเนียมออกไซด์มีจุดหลอมเหลวสูงถึง 2,350°C ซึ่งทำให้คงความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้
ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี แกโดลิเนียมออกไซด์แสดงลักษณะของออกไซด์ด่างทั่วไป สามารถทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือที่สอดคล้องกัน และมีคุณสมบัติในการดูดความชื้นในระดับหนึ่ง ลักษณะเหล่านี้ต้องการสภาวะการจัดเก็บและการจัดการพิเศษสำหรับแกโดลิเนียมออกไซด์ระหว่างการเตรียมวัสดุ
ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ แกโดลิเนียมออกไซด์มีคุณสมบัติทางแสงและแม่เหล็กที่ยอดเยี่ยม มีดัชนีการหักเหแสงสูงและการส่งผ่านแสงที่ดีในบริเวณแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งวางรากฐานสำหรับการประยุกต์ใช้ในสนามออปติก ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างเปลือกอิเล็กตรอน 4f ของไอออนแกโดลิเนียมทำให้มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์
แนะนำแบบย่อ
| ชื่อสินค้า | แกโดลิเนียมออกไซด์, แกโดลิเนียม(III)ออกไซด์ |
| แคส | 12064-62-9 |
| MF | จีดี2โอ3 |
| น้ำหนักโมเลกุล | 362.50 |
| ความหนาแน่น | 7.407 ก./ซม.3 |
| จุดหลอมเหลว | 2,420° เซลเซียส |
| รูปร่าง | ผงสีขาว |
| ความบริสุทธิ์ | 5N (Gd2O3/REO≥99.999%); 3N (Gd2O3/REO≥ 99.9%) |
| ความสามารถในการละลาย | ไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ปานกลางในกรดแร่ที่เข้มข้น |
| ความเสถียร | ดูดความชื้นได้เล็กน้อย |
| หลายภาษา | แกโดลิเนียมออกไซด์, ออกไซด์ของแกโดลิเนียม, ออกไซด์ของแกโดลิเนียม |
| ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย Ksp | 1.8×10-23 |
| โครงสร้างผลึก | ระบบคริสตัลโมโนคลินิก |
| ยี่ห้อ | ยุค |
2. พื้นที่การใช้งานหลักของแกโดลิเนียมออกไซด์
ในทางการแพทย์ การประยุกต์ใช้แกโดลิเนียมออกไซด์ที่สำคัญที่สุดคือการใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับสารทึบแสงสำหรับการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) สารเชิงซ้อนของแกโดลิเนียมสามารถเปลี่ยนเวลาการคลายตัวของโปรตอนในน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ ปรับปรุงความคมชัดของภาพ และทำให้ภาพชัดเจนขึ้นสำหรับการวินิจฉัยโรค การประยุกต์ใช้ดังกล่าวส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายภาพทางการแพทย์สมัยใหม่เป็นอย่างมาก
ในสาขาของวัสดุแม่เหล็ก แกโดลิเนียมออกไซด์เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับการเตรียมวัสดุแม่เหล็ก เช่น แกโดลิเนียมเหล็กการ์เนต (GdIG) วัสดุเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์ไมโครเวฟและอุปกรณ์แมกนีโตออปติก และเป็นพื้นฐานของวัสดุสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารสมัยใหม่
ในงานออปติก แกโดลิเนียมออกไซด์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในสารเรืองแสง วัสดุเลเซอร์ สารเคลือบออปติก และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเตรียมฟิล์มออปติกที่มีดัชนีหักเหแสงสูง แกโดลิเนียมออกไซด์มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์
ในเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ แกโดลิเนียมออกไซด์ใช้เป็นวัสดุแท่งควบคุมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เนื่องจากมีหน้าตัดการดูดซับนิวตรอนสูง การใช้งานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานที่ปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
3. การพัฒนาในอนาคตของแกโดลิเนียมออกไซด์
ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการเตรียม วิธีการสังเคราะห์แกโดลิเนียมออกไซด์ได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่วิธีการทำปฏิกิริยาแบบเฟสแข็งแบบดั้งเดิมไปจนถึงวิธีโซลเจลขั้นสูง การปรับปรุงกระบวนการเตรียมได้ปรับปรุงความบริสุทธิ์และประสิทธิภาพของแกโดลิเนียมออกไซด์อย่างมีนัยสำคัญ
แกโดลิเนียมออกไซด์แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยิ่งใหญ่ในสาขาการประยุกต์ใช้งานใหม่ ๆ ในด้านการให้แสงสว่างแบบโซลิดสเตต การคำนวณแบบควอนตัม การควบคุมสิ่งแวดล้อม และด้านอื่น ๆ นักวิจัยกำลังสำรวจการประยุกต์ใช้งานใหม่ของแกโดลิเนียมออกไซด์ การสำรวจเหล่านี้ได้เปิดแนวทางใหม่สำหรับการพัฒนาแกโดลิเนียมออกไซด์ในอนาคต
จากมุมมองของแนวโน้มอุตสาหกรรม ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ เช่น พลังงานใหม่และวัสดุใหม่ ความต้องการในตลาดสำหรับแกโดลิเนียมออกไซด์จะยังคงเติบโตต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการผลิตขั้นสูงและเทคโนโลยีขั้นสูง ความสำคัญของแกโดลิเนียมออกไซด์จะเพิ่มมากขึ้นอีก
เนื่องจากเป็นสมาชิกที่สำคัญของตระกูลวัสดุหายาก คุณค่าของแกโดลิเนียมออกไซด์จึงไม่เพียงสะท้อนให้เห็นในขอบเขตการใช้งานที่หลากหลายในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเป็นไปได้ที่ไร้ขีดจำกัดในการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคตอีกด้วย ตั้งแต่การแพทย์ไปจนถึงเทคโนโลยีพลังงาน จากการสื่อสารข้อมูลไปจนถึงการปกป้องสิ่งแวดล้อม แกโดลิเนียมออกไซด์มีส่วนสนับสนุนอย่างสำคัญต่อความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมนุษย์ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัว ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุ แกโดลิเนียมออกไซด์จะเปล่งประกายในสาขาต่างๆ มากขึ้นอย่างแน่นอน และสานต่อบทในตำนานของวัสดุหายากต่อไป
เวลาโพสต์ : 20 ก.พ. 2568