Oxyde de gadolinium

Aperçu

L'oxyde de gadolinium (Gd₂O₃) est une poudre blanche hautement magnétique célèbre pour sa combinaison unique de susceptibilité magnétique élevée et de transparence optique. Avec un numéro CAS de 12064-62-9 et un poids moléculaire de 362,50 g/mol, cet oxyde de terre rare offre des niveaux de pureté de 99,9 % à 99,99 % (4N), avec un point de fusion de 2 420 °C et une densité de 7,40 g/cm⊃3 ;. Son fort comportement ferromagnétique à basses températures et son large spectre de transmission optique le rendent indispensable dans les diagnostics médicaux, le stockage de données et les systèmes céramiques avancés.

Caractéristiques

1. Moment magnétique élevé : les ions Gd⊃3;+ présentent un moment magnétique net de 7,94 μB, le plus élevé parmi les lanthanides, permettant une utilisation dans les agents de contraste IRM pour améliorer la visibilité des tissus.

2. Transparence optique : transmet la lumière de l'ultraviolet (200 nm) à l'infrarouge moyen (6 μm), idéal pour les revêtements de protection des capteurs infrarouges et des fenêtres laser.

3. Stabilité thermique : Maintient l'intégrité structurelle dans des atmosphères oxydantes jusqu'à 2 000 °C, convient aux revêtements de barrière thermique dans les composants de turbines à gaz.

4. Taille de particule contrôlable : disponible à l'échelle nanométrique (50-100 nm) pour le dépôt de couches minces et à l'échelle micronique (1-5 μm) pour la densification de la céramique, garantissant la compatibilité des processus.

5. Faibles impuretés de terres rares : une purification stricte réduit les contaminants de lanthanides adjacents (Eu, Tb, Sm < 0,05 %), essentiels au maintien de l'homogénéité magnétique dans les dispositifs de stockage.

Applications

• Imagerie Médicale : Composant central des produits de contraste à base de gadolinium (GBCA) pour l'IRM, raccourcissant les temps de relaxation des protons (T1) pour mettre en évidence les tumeurs et les anomalies vasculaires.

• Stockage magnétique : Dopé en films grenat pour disques magnéto-optiques, permettant un stockage de données haute densité avec des vitesses de lecture/écriture rapides (jusqu'à 10 Gb/in⊃2;).

• Composites céramiques : Utilisés comme aide au frittage dans les céramiques de zircone, réduisant la croissance des grains et améliorant la ténacité à la rupture des implants dentaires et des outils de coupe.

• Filtres optiques : déposés sous forme de films minces sur les photodétecteurs pour bloquer la lumière visible tout en transmettant les signaux NIR, améliorant ainsi la sensibilité des systèmes de vision nocturne.

• Recherche et développement : sert de matrice hôte pour le dopage avec des ions terbium ou europium dans des matériaux luminescents, permettant ainsi de nouveaux dispositifs photoniques pour la récupération de l'énergie solaire.

FAQ

Q : Existe-t-il une limitation à l'exportation du matériau en Chine ??

R : Depuis avril 2025, notre pays a placé le gadolinium comme article à double usage, dont les exportations sont soumises à de strictes limitations en Chine.

Mais la licence d'exportation peut éventuellement être autorisée si l'utilisateur final et l'utilisateur final ne sont pas liés à une utilisation militaire.

Q : Quelle est la concentration typique de Gd₂O₃ dans les agents de contraste IRM?

R : Les formulations cliniques contiennent généralement 0,5 M d’ions Gd⊃3;+, complexés avec des agents chélateurs comme le DTPA pour garantir la sécurité rénale et empêcher la libération d’ions métalliques.

Q : L'oxyde de gadolinium peut-il être utilisé dans les appareils magnétiques à haute fréquence?

R : Oui, sa faible perte d'hystérésis magnétique le rend adapté aux noyaux de ferrite dans les bobines de charge sans fil, fonctionnant efficacement à 100-200 kHz.

Q : Comment l’humidité affecte-t-elle le stockage du Gd₂O₃?

R : Bien qu'il ait une faible hygroscopique, une exposition à long terme à > 70 % d'humidité relative peut provoquer une hydroxylation de surface ; conserver dans des récipients scellés avec des sachets déshydratants pour une stabilité optimale.

Q : Y a-t-il une différence de performances entre les grades de pureté 3N et 4N ??

R : Les produits de qualité 4N (99,99 %) présentent une extinction de fluorescence plus faible et des réponses magnétiques plus cohérentes, essentielles pour les applications médicales de précision et de stockage de données.

Q : Peut-il être utilisé dans la protection contre les rayonnements nucléaires?

R : Oui, la section efficace de capture de neutrons élevée du gadolinium (46 000 granges) le rend efficace dans les barres de contrôle et les matériaux de blindage des réacteurs nucléaires.

Nom du matériau	Oxyde de gadolinium
Formule	Gd2O3
N° CAS	12064-62-9
Numéro EINECS.	235-060-9
Poids moléculaire	362.5
Densité	7,407g/cm3
Point de fusion	2330°C
Apparence	Poudre blanche
Pureté/Spécification (Gd2O3/REO)	99,9%-99,999%
Solubilité	Insoluble dans l'eau, soluble dans l'acide, absorbe facilement l'humidité et le dioxyde de carbone de l'air

Oxyde de gadolinium Gd2O3
Pureté		3N	3N5	4N	4N5	5N	5N5
TREO%min.		99	99	99	99	99	99
Gd₂O3/TREO%min.		99.9	99.95	99.99	99.995	99.999	99.9995
Impuretés de terres rares %max.	La₂O3	Total 0.1 (Sm203+ Eu2O3+ Tb407+ Dy203+Y203)	Total 0.05 (Sm203+ Eu2O3+ Tb407+ Dy203+ Y203)	Total 0.0040	0.0002	0.0001	0.0001
	CeO₂				0.0002	0.00005	0.00005
	Pr⁶011				0.0002	0.00005	0.00005
	Nd₂O3				0.0005	0.0001	0.0001
	Ho₂O3				0.0005	0.00005	0.00005
	Er⊃2;O3				0.0002	0.00005	0.00005
	Tm²O3				0.0002	0.00005	0.00005
	Yb₂O₃				0.0002	0.00005	0.00005
	Lu₂O3				0.0002	0.00005	0.00005
	Sm²O3			0.001	0.0005	0.00005	0.00005
	Eu⊃2;O3			0.0015	0.0005	0.0001	0.0001
	Tb₄07			0.0015	0.0005	0.0001	0.0001
	Dy2O3			0.001	0.0005	0.0001	0.0001
	Y2O₃			0.001	0.0005	0.0001	0.0001
Impuretés non-terres rares %max.	Fe₂O3	0.003	0.001	0.0005	0.0003	0.0002	0.0001
	SiO₂	0.006	0.005	0.005	0.003	0.002	0.001
	CaO	0.005	0.003	0.002	0.001	0.0005	0.0005
	CuO	一	0.001	0.0005	0.0003	0.0002	0.0001
	PbO		0.001	0.001	0.0005	0.0003	0.0002
	NiO	一	0.001	0.001	0.0005	0.0003	0.0001
	Al₂O3	0.04	0.03	0.01	0.01	0.005	0.001
	CI	0.05	0.03	0.02	0.015	0.01	0.01
LO.terre Eau %Max.		1	1	1	1	1	1
Remarque : Toutes les expériences se déroulent sans eau :