Гадолиний в слитках ГдМ-3 в Минске

Гадолиний в слитках ГдМ-3: технические характеристики и области применения

ГдМ-3 — металлический гадолиний в слитках, соответствующий марке ГдМ-3 по ГОСТ 23862.2 (гадолиний металлический). Слитки получают металлотермическим восстановлением или электролизом расплава с последующей вакуумной переплавкой, что обеспечивает чистоту по примесям на уровне 99,85–99,9 % Gd. Материал относится к редкоземельным металлам иттриевой подгруппы и обладает уникальным сочетанием физических свойств: высоким сечением захвата тепловых нейтронов (около 49 000 барн), температурой Кюри вблизи 19 C и точкой Кюри–Нееля 292 K.

Физико-механические параметры слитков ГдМ-3

Гадолиний ГдМ-3 кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решётке (ГПУ, -Gd) при нормальных условиях. Плотность — 7,90 г/см, температура плавления — 1312 C, температура кипения — 3273 C. Теплопроводность при 20 C составляет 10,6 Вт/(мК), удельное электрическое сопротивление — 1,31 мкОмм. Модуль упругости — около 55 ГПа. Пластичность при комнатной температуре ограничена, обработка давлением ведётся преимущественно в горячем состоянии при 800–1100 C.

Области применения слитков ГдМ-3

Основное потребление гадолиния марки ГдМ-3 связано с ядерной энергетикой и радиационной защитой. Высокое сечение захвата тепловых нейтронов позволяет использовать его в качестве выгорающего поглотителя в ТВЭЛах реакторов типа ВВЭР и PWR, а также в составе конструкционных материалов биологической защиты.

• Нейтронно-поглощающие элементы систем управления и защиты ядерных реакторов (СУЗ, стержни АЗ).
• Компоненты радиационной защиты медицинских гамма-терапевтических установок и промышленных дефектоскопов.
• Легирующие добавки при производстве жаропрочных сплавов на основе никеля и кобальта для газотурбинных установок.
• Магнитные материалы: гадолиний-железо-галлиевые сплавы (Gd-Fe-Ga) для магнитострикционных преобразователей.
• Мишени для магнетронного распыления при нанесении функциональных покрытий в микроэлектронике.
• Магнитокалорические материалы для систем охлаждения вблизи комнатных температур.

Условия поставки и хранения

Слитки ГдМ-3 поставляются в виде цилиндрических или прямоугольных отливок массой от 0,5 до 5 кг. Поверхность слитков зачищена от шлаковых включений и оксидной корки. Упаковка — металлические барабаны или деревянные ящики с инертной газовой подушкой (аргон). Хранение осуществляется в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 70 %. Гадолиний активно окисляется на воздухе при нагреве выше 400 C, поэтому механическая обработка и резка ведутся в среде аргона или в вакуумных камерах.

Вопросы и ответы