ガドリニウム(Gadolinium)の定義と特性

ガドリニウム(Gadolinium)の定義と特性

ガドリニウム(Gadolinium)が1880年にジュネーブで発見されたという事実を知っていましたか?ランタノイド元素グループの一つであるガドリニウムは、酸化されない場合は銀白色の金属外観を持ちます。大気中の酸素や水分と反応すると黒のコーティングを形成します。この元素はGdと原子番号64をもちます。地殻で発見され延性と可鍛性がある金属です。

 ガドリニウムは、乾燥した大気では安定していますが湿った空気にさらされると酸化物コーティングを形成します。水と徐々に反応し、酸に溶解されます。ガドリニウムは、純粋な金属で限定的に使用されます。クロム、鉄または類似の金属と合金すると作業性、耐食性が良くなります。

これらの特性により、ニッチな産業で使用されます。ガドリニウムの磁気的特性は、磁石、電気部品の製造に使用されます。また、蛍光体層に含まれたX-rayシステムにも使用されます。箔、ワイヤーおよび粉末で、バー、スパッタリングターゲット、塊などさまざまな形で市販されています。

  

ガドリニウム(Gadolinium)の用途

ガドリニウム(Gadolinium)は、様々な特殊用途に利用されます。 157Gdは中性子断面積が高いため、中性子治療で腫瘍を標的とするために使用されます。このような性質は、中性子放射線撮影および原子炉遮蔽に効果的です。

 また、ガドリニウム(Gadolinium)は、核海洋推進システムでも可燃性毒で使用されます。ガドリニウム(Gadolinium)は1%のガドリニウムに鉄、クロム、および関連合金の高温酸化に対する抵抗性と作業性を向上させる冶金特性を持っています。

 光学の分野でガドリニウム(Gadolinium)はイットリウム・アルミニウム・ガーネット(Gd:Y3Al5O12)を制作するために使用されます。これは、マイクロ波のアプリケーションを持っており、様々な光学部品の製造および自己光学フィルムの基板材料として使用されます。

ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG、Gd3Ga5O12)はラインストーンとコンピューターバブルメモリに使用されます。ガドリニウム(Gadolinium)はまた、固体酸化物燃料電池(SOFC)の電解質の役割をすることができます。酸化セリウム(ガドリニウムドープされたセリアの形態)のような物質のドーパントとしてガドリニウム(Gadolinium)を使用すると、高いイオン伝導性と低動作温度の両方を持つ電解質が生成され、これは燃料電池のコスト効率の高い生産に最適です。

 

ガドリニウム(Gadolinium)の規格と仕様

ガドリニウム(Gadolinium)はランタノイド元素グループのメンバーであり、ユウロピウムと同じ供給源から発見されます。 (地殻の豊かさは、7.7ppm)。延性があり、可鍛性がある銀白色の金属です。乾燥した環境では、安定した状態にありますが、湿った空気にさらされると酸化物コーティングを形成します。水と徐々に反応し、酸に溶解されます。ガドリニウムは、純粋な金属で限定的に使用され、クロム、鉄または類似の金属との合金されると、作業性、耐食性が向上します。磁気特性があって、ガドリニウム(Gadolinium)は磁石、記録ヘッド、電気部品などの製造に使用されます。

 

原子特性 (Atomic Properties)

Atomic number

64

Atomic radius - Goldschmidt ( nm )

0.180

Atomic weight ( amu )

157.25

Crystal structure

Hexagonal close packed

Electronic structure

Xe 4f7 5d1 6s2

Ionisation potential

No.

eV

 

1

6.14

 

2

12.1

 

Natural isotope distribution

Mass No.

%

 

152

0.2

 

154

2.2

 

155

14.8

 

156

20.5

 

157

15.7

 

158

24.8

 

160

21.8

 

Photo-electric work function ( eV )

3.1

Thermal neutron absorption cross-section ( Barns )

49000

Valences shown

3

 

電気的特性 (Electrical Properties)

Electrical resistivity @20C ( µOhmcm )

134

Temperature coefficient @0-100C ( K-1 )

0.00176

 

力学的性質 (Mechanical Properties)

Material condition

Polycrystalline

Bulk modulus ( GPa )

39.1

Hardness - Vickers

55

Poisson's ratio

0.26

Tensile modulus ( GPa )

56.2

Tensile strength ( MPa )

193

Yield strength ( MPa )

179

 

物理的性質(Physical Properties)

Boiling point ( C )

3266

Density @25C ( g cm-3 )

7.895

Melting point ( C )

1313

 

熱特性 (Thermal Properties)

Coefficient of thermal expansion @0-100C ( x10-6 K-1 )

6.4

Latent heat of evaporation ( J g-1 )

1920

Latent heat of fusion ( J g-1 )

98.7

Specific heat @25C ( J K-1 kg-1 )

230

Thermal conductivity @0-100C ( W m-1 K-1 )

10.5

 

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