Gadolinium, Element 64 i den periodiske tabellen.
Lantanid i det periodiske tabellen er en stor familie, og deres kjemiske egenskaper ligner veldig på hverandre, så det er vanskelig å skille dem. I 1789 oppnådde den finske kjemikeren John Gadolin et metalloksyd og oppdaget det første sjeldne jordoksydet -Yttrium (iii) oksidGjennom analyse åpner du oppdagelseshistorien til sjeldne jordelementer. I 1880 oppdaget den svenske forskeren Demeriak to nye elementer, hvorav den ene ble bekreftet å væreSamarium, og den andre ble offisielt identifisert som et nytt element, Gadolinium, etter å ha blitt renset av den franske kjemikeren Debuwa Bodeland.
Gadoliniumelement stammer fra silisium beryllium gadoliniummalm, som er billig, myk i tekstur, bra i duktilitet, magnetisk ved romtemperatur, og er et relativt aktivt sjeldent jordelement. Den er relativt stabil i tørr luft, men mister glansen i fuktighet, og danner løs og lett løsrevet flak som hvite oksider. Når den brennes i luft, kan det generere hvite oksider. Gadolinium reagerer sakte med vann og kan oppløses i syre for å danne fargeløse salter. Dets kjemiske egenskaper er veldig lik andre lantanid, men dets optiske og magnetiske egenskaper er litt forskjellige. Gadolinium er paramagnetisme ved romtemperatur og ferromagnetisk etter avkjøling. Karakteristikkene kan brukes til å forbedre permanente magneter.
Ved å bruke paramagnetismen av gadolinium har Gadolinium -middelet produsert blitt et godt kontrastmiddel for NMR. Selvforskningen av nukleær magnetisk resonansavbildningsteknologi er satt i gang, og det har vært 6 nobelpriser relatert til den. Nukleær magnetisk resonans er hovedsakelig forårsaket av spinnbevegelsen til atomkjerner, og spinnbevegelsen til forskjellige atomkjerner varierer. Basert på de elektromagnetiske bølgene som sendes ut av forskjellig demping i forskjellige strukturelle miljøer, kan posisjonen og typen atomkjerner som utgjør dette objektet bestemmes, og det indre strukturelle bildet av objektet kan trekkes. Under virkningen av et magnetfelt kommer signalet om kjernefysisk magnetisk resonansavbildningsteknologi fra spinnet til visse atomkjerner, for eksempel hydrogenkjerner i vann. Imidlertid varmes disse spinnens dyktige kjerner i RF -feltet med magnetisk resonans, lik en mikrobølgeovn, som typisk svekker signalet om magnetisk resonansavbildningsteknologi. Gadoliniumion har ikke bare et veldig sterkt spinnmagnetisk øyeblikk, som hjelper spinnet til atomkjernen, forbedrer gjenkjennelsessannsynligheten for syke vev, men også på mirakuløst vis holder seg kjølig. Imidlertid har gadolinium visse toksisitet, og i medisin brukes chelaterende ligander for å innkapsler gadoliniumioner for å forhindre at de kommer inn i humant vev.
Gadolinium har en sterk magnetokalorisk effekt ved romtemperatur, og temperaturen varierer med intensiteten til magnetfeltet, noe som bringer opp en interessant applikasjon - magnetisk kjøling. Under kjølingsprosessen, på grunn av orienteringen av den magnetiske dipolen, vil det magnetiske materialet varme opp under et visst eksternt magnetfelt. Når magnetfeltet fjernes og isolerte, synker materialtemperaturen. Denne typen magnetisk avkjøling kan redusere bruken av kjølemedier som Freon og avkjøles raskt. For tiden prøver verden å utvikle anvendelsen av Gadolinium og dens legeringer på dette feltet, og produserer en liten og effektiv magnetisk kjøler. Under bruk av gadolinium kan ultra-lave temperaturer oppnås, så gadolinium er også kjent som det "kaldeste metallet i verden".
Gadolinium-isotoper GD-155 og GD-157 har det største termiske nøytronabsorpsjonstverrsnittet blant alle naturlige isotoper, og kan bruke en liten mengde gadolinium for å kontrollere den normale driften av atomreaktorer. Dermed ble gadoliniumbaserte lyseaktorer og gadoliniumkontrollstang født, noe som kan forbedre sikkerheten til kjernefysiske reaktorer og samtidig redusere kostnadene.
Gadolinium har også utmerkede optiske egenskaper og kan brukes til å lage optiske isolatorer, lik dioder i kretsløp, også kjent som lysemitterende dioder. Denne typen lysemitterende diode lar ikke bare lys passere i en retning, men blokkerer også refleksjonen av ekko i den optiske fiberen, noe som sikrer renheten til optisk signaloverføring og forbedrer overføringseffektiviteten til lysbølger. Gadolinium Gallium Garnet er et av de beste underlagsmaterialene for å lage optiske isolatorer.
Post Time: Jul-06-2023