釓是一種脆性的銀白色稀土金屬,柔軟,延展,韌性好。與其他稀土金屬不同,它在干燥空氣中是穩(wěn)定的,但暴露于潮濕空氣時會形成白色氧化物。 釓的熔點為312℃(2,394°F),沸點約為3000℃(5,400°F);密度為7.87克/立方厘米。已知它有六種天然同位素和一種放射性同位素,天然存在的同位素的質(zhì)量數(shù)分別為 154、155、156、157、158 和 160。放射性同位素的質(zhì)量數(shù)是 152。豐富的同位素是158 Gd,而不豐富的同位素是152 Gd。它具有中等毒性的,但它仍然可用于使用釓螯合物的MRI和MRA等醫(yī)療手術(shù)。在室溫下,它是順磁性的,但是當(dāng)冷卻到低于室溫時,它變成鐵磁性的(并因此與磁體相互作用)。
稀土金屬釓應(yīng)用
釓作為地球上稀有的化學(xué)元素之一,因此,釓在日常生活中的使用并沒有像其他金屬化學(xué)元素一樣多。但是,仍然可以在一些重要的領(lǐng)域看到釓元素的應(yīng)用。
磁共振成像,磁共振成像作為一種有效的非侵入性的成像技術(shù),具有較高的分辨率,在一定程度上可以顯示生理學(xué)和解剖學(xué)細(xì)節(jié),且沒有電離輻射。執(zhí)行此功能的物質(zhì)稱為 MRI 造影劑。它通常通過靜脈注射進入體內(nèi)。為了讓釓進入體內(nèi)而不會造成任何傷害,它必須經(jīng)過一個稱為螯合的過程,釓鰲合物是臨床上常用的一種磁共振造影劑,大約30%的磁共振檢查需要使用造影劑。它用于檢測腎臟炎癥、腦損傷、癌癥和脊髓損傷等疾病。
核反應(yīng)堆,釓在核工業(yè)中扮演重要角色,釓元素可用于控制核電站中的棒。這是因為釓可以吸收中子。這意味著它具有高核捕獲截面。吸收這些中子可以阻止它們引起核燃料的裂變。除了作為控制棒的功能外,釓也可以用作核反應(yīng)堆中的關(guān)閉措施。他們使用釓作為某些核反應(yīng)堆的次要和緊急關(guān)閉測量系統(tǒng),特別是在CANDU(CANADA氘鈾)核反應(yīng)堆型。 核工業(yè)中的另一種釓用途是在核海洋推進系統(tǒng)中的可燃毒物。
薄膜涂層,釓濺射靶材和釓蒸發(fā)材料用于沉積工藝,包括半導(dǎo)體沉積、化學(xué)氣相沉積 (CVD) 和物理氣相沉積 (PVD)。
醫(yī)療應(yīng)用,釓是一種磷光體。這意味著當(dāng)它與輻射接觸時會發(fā)光。因此,它用于 X 射線。X 射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、航空和采礦業(yè)。在醫(yī)學(xué)上,它們用于檢查身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和器官以檢測異常。在航空領(lǐng)域,X 射線用于在機場檢查行李。在采礦中,X 射線用于發(fā)現(xiàn)和區(qū)分礦物。
用于電視管,釓也可用作彩色電視管中的綠色熒光體。熒光體本身是如果用電子撞擊會發(fā)光的材料。由磷光體發(fā)射的顏色將取決于形成磷光體的元素。
珠寶,釓的化合物,釓鎵石榴石,可用于制造假鉆石。這用于珠寶行業(yè)以更便宜的成本進行設(shè)計。
用于氧化工藝,釓?fù)ǔL砑拥狡渌刂幸孕纬珊辖?。將釓添加到元素中時,含釓的合金對較高的溫度和氧化過程具有更好的耐受性。與不含釓的元素相比,即使混合了1%的釓的元素也有著顯著的改善。
用于微波應(yīng)用,釓用來做釓釔石榴石(Gd:Y3Al5O12)材料。這個材料是在微波設(shè)備中應(yīng)用的釓合金。該釓合金通過混合和熔化兩種或更多種金屬元素而制成。該混合物的產(chǎn)品將具有與之前的各種金屬形式不同的特性。釓釔石榴石用于微波爐等微波爐,它也可用于制造許多光學(xué)元件,該合金還用于磁光膜的良好的基材。
摻雜劑,釓用作摻雜劑。通過使用釓作為摻雜劑產(chǎn)生的產(chǎn)品的一個例子是釓摻雜的二氧化鈰。已知該化合物具有高離子電導(dǎo)率。常用于氧傳感器和固體氧化物燃料電池。
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