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化學元素中的釓與鋱


實驗室k / 2018-12-13

       純釓的彎鉤形狀至少顯示出稀土元素外貌的多樣性。當然,它依然只是另一種灰色金屬。釓的化合物具有極高的順磁性,這一特性決定了它們的主要用途是注射入人的身體內(nèi),作為磁共振成像掃描的造影劑。這一想法和把硫酸鋇(56)用作胃腸道X射線造影劑相類似。

釓的基本數(shù)據(jù)

       軟組織對X射線是極為透明的,但是對X射線不透明的硫酸鋇涂層能反映消化道內(nèi)表面的細節(jié)。同樣,釓能對磁共振成像儀的磁場做出強烈回應。因此,當把釓噴葡胺注射入血液中時,磁共振成像儀就會顯示哪里是血,哪里不是。通過觀察三維圖像中血從血管滲漏的確切位置,磁共振成像儀能夠精確定位內(nèi)出血的準確位置;或是通過清楚顯示血流在何處變得狹窄或停止來定位血管收窄或阻塞。

       釓具有正好是室溫(19℃)的居里點。這使得向人們展示什么是所謂的居里點變得非常方便,雖然這一現(xiàn)象還沒有顯示出商業(yè)用途。居里點是指一個溫度,在此溫度下物質由鐵磁體(能吸在磁鐵上)轉變?yōu)轫槾朋w(不能吸在磁鐵上)。如果你把一塊釓放在冰水中降溫,它會粘附在磁鐵上,但回暖后它又會從磁鐵上掉下來。

       居里點轉變只是稀土元素眾多奇特的磁特性之一,但還有更奇怪的,就是鋱在磁場中會發(fā)生外形改變。


       鋱本身(甚至更大程度上被稱為“鋱鏑鐵磁致伸縮合金”的一種特殊的鋱合金)具有一種不尋常的特性:在磁場中會改變自己的形狀。根據(jù)磁場的強度和取向,用這種材料制成的棒在磁場中能夠小量地伸長或縮短。這一特性看起來沒有多大的用處,但通過它可以將任何固體表面變成一個擴音器。

鋱的基本數(shù)據(jù)

       如果把鋱鏑鐵磁致伸縮合金棒的一端壓在木頭桌面上,然后施加一個強度隨著聲頻信號變化的磁場(相當于把鋱鏑鐵磁致伸縮合金棒包裹在揚聲器線圈中),這根棒會使整個桌子晃動起來,把整個桌面變成一個巨大的聲音輻射面,桌子所扮演的角色和揚聲器紙盤相同。

       為什么不干脆把一個普通揚聲器壓在桌面上來達到同樣的效果呢?因為那樣只能把揚聲器的聲音蒙住。這是阻抗匹配問題的一個例子。普通揚聲器只能發(fā)出很小的力量使很輕的揚聲器紙盆移動相對較大的距離。為了移動質量巨大的實木桌面,必須在短距離使用巨大的力量,這是普通揚聲器的磁體和線圈不能做到的。鋱鏑鐵磁致伸縮合金棒是制作這類揚聲僅有的幾種方法之一,并且實際上可以相當便宜地買到正是為此目的而設計的鋱鏑鐵磁致伸縮合金器件!

       要是鏑也有如此廣泛的用途該多好!


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