Scukrász, az SC és a 21 atomszámú elemmel könnyen oldódnak a vízben, kölcsönhatásba léphetnek a forró vízzel, és könnyen sötétedhetnek a levegőben. Fő valenciája+3. Gyakran keverik a gadoliniummal, az erbiummal és más elemekkel, alacsony hozammal és körülbelül 0,0005% -os tartalommal a kéregben. A scandiumot gyakran használják speciális üveg és könnyű, magas hőmérsékletű ötvözetek készítésére.
Jelenleg a Scandium bevált tartaléka a világon csak 2 millió tonnát, 90 ~ 95% -ot tartalmaz a bauxit, a foszforit és a vas titánércekben, és egy kis rész az uránban, a tóriumban, a volfrámban és a ritkaföldércekben, elsősorban Oroszországban, Kínában, Tajikisztánban, Madagaszkárban, Norway -ben és más országokban. Kína nagyon gazdag a Scandium erőforrásokban, hatalmas ásványi tartalékokkal a Scandiummal kapcsolatban. A hiányos statisztikák szerint a kínai scandium -tartalékok körülbelül 600000 tonna, amelyek a bauxit és a foszforit lerakódásokban, a porfír és a kvarc vénás volfrám -lerakódásokban vannak Dél -Kínában, a ritkaföldfémek lerakódásai dél -kínai, a Bayan Obo ritka földi vasaló letétbe helyezve a belső mongóliában.
A scandium szűkössége miatt a scandium ára szintén nagyon magas, és csúcspontján a scandium ára az arany ára tízszerese. Noha a Scandium ára esett, ez még mindig négyszerese az arany ára!
A történelem felfedezése
1869 -ben Mendeleev észrevette az atomtömeg hiányát a kalcium (40) és a titán (48) között, és azt jósolta, hogy itt egy felfedezetlen közbenső atomtömeg is van. Azt jósolta, hogy oxidja x ₂ o Å. A Scandiumot 1879 -ben fedezte fel Lars Frederik Nilson, a svéd Uppsala Egyetemen. Kivonta a fekete ritka aranybányából, egy komplex ércből, amely 8 típusú fém -oxidot tartalmaz. KinyíltErbium (iii) oxidfekete ritka aranyércből, és megszerezteYtterbium (iii) oxidEbből az oxidból, és van egy másik oxid a világosabb elemből, amelynek spektruma azt mutatja, hogy ismeretlen fém. Ez a Mendeleev által megjósolt fém, akinek az oxidja azSc₂o₃- Maga a scandium fémből származtakScandium -kloridelektrolitikus olvadással 1937 -ben.
Mendeleev
Elektronkonfiguráció
Elektronkonfiguráció: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
A Scandium egy puha, ezüst fehér átmeneti fém, 1541 ℃ olvadásponttal és 2831 ℃ forráspontja.
A felfedezés utáni jelentős ideig a scandium használatát nem mutatták be a termelés nehézségei miatt. A ritkaföldfémek elválasztási módszereinek egyre növekvő javulásával most egy érett folyamatáram van a Scandium vegyületek tisztításához. Mivel a scandium kevésbé lúgos, mint a yttrium és a lantanid, a hidroxid a leggyengébb, tehát a ritkaföldfémi vegyes ásványi anyagot tartalmazó scandiumot „lépés kicsapódás” módszerrel választják el, amikor a Scandium (III) hidroxidot ammóniával kezelik, miután az oldatba kerülnek. A másik módszer a scandium -nitrát elválasztása nitrát poláris bomlásával. Mivel a scandium -nitrátot a legkönnyebben bomlik, a scandium elválasztható. Ezenkívül a kísérő scandium átfogó visszanyerése az uránból, a tóriumból, a volfrámból, az ónból és más ásványi lerakódásokból szintén fontos Scandium forrása.
A tiszta scandium -vegyület megszerzése után SCCL Å -ként alakul át, és a CO -val KCL -vel és LICL -vel megolvad. Az olvadt cinkt az elektrolízis katódként használják, ami miatt a Scandium kicsapódott a cink -elektródon. Ezután a cink elpárolog, hogy fémes scandiumot kapjon. Ez egy könnyű ezüst fehér fém, nagyon aktív kémiai tulajdonságokkal, amely forró vízzel reagálhat hidrogéngáz előállításához. Tehát a képen látott fém scandium egy palackba van lezárva és argongázzal védve, különben a scandium gyorsan sötét sárga vagy szürke oxidréteget képez, elveszítve fényes fém csillogását.
Alkalmazások
Világítóipar
A scandium felhasználása nagyon fényes irányba koncentrálódik, és nem túlzás, ha a fény fiának hívják. A Scandium első mágikus fegyvert Scandium nátrium -lámpának hívják, amely felhasználható a háztartások ezreinek fényének elérésére. Ez egy fém halogenid elektromos fény: az izzót nátrium -jodiddal és scandium -triiodiddal töltik meg, és a scandium és a nátriumfólia ugyanakkor hozzáadódik. A nagyfeszültségű kisülés során a scandium-ionok és a nátrium-ionok jellegzetes emissziós hullámhosszuk fényét bocsátják ki. A nátrium spektrális vonalai 589,0 és 589,6 nm, két híres sárga fény, míg a Scandium spektrális vonalai 361,3 ~ 424,7 nm, egy sor ultraibolya és kék fény -kibocsátás sorozata. Mivel kiegészítik egymást, az általános világos színű, fehér fény. Pontosan azért van, mert a scandium nátriumlámpák nagy fényű hatékonyság, jó világos színű, energiatakarékos, hosszú élettartamú és erős köd -törés képességgel rendelkeznek, amelyet széles körben felhasználhatók televíziós kamerákhoz, négyzetekhez, sporthelyekhez és útvilágításhoz, és harmadik generációs fényforrásokként ismertek. Kínában az ilyen típusú lámpákat fokozatosan új technológiaként népszerűsítik, míg néhány fejlett országban ezt a típusú lámpát már az 1980 -as évek elején széles körben használták.
A Scandium második mágikus fegyvere a napenergia -fotovoltaikus sejtek, amelyek összegyűjthetik a földön szétszórt fényt, és villamos energiává alakíthatják az emberi társadalom vezetését. A Scandium a legjobb gátfém a fémszigetelő félvezető szilikon napelemek és napelemek.
Harmadik mágikus fegyvert γ egy sugárforrásnak hívják, ez a varázslatos fegyver önmagában ragyogóan ragyoghat, de ezt a fajta fényt nem lehet szabad szemmel fogadni, ez egy nagy energiájú fotonáram. Általában a 45SC -t kivonjuk az ásványi anyagokból, amely a Scandium egyetlen természetes izotópja. Mindegyik 45SC mag 21 protont és 24 neutronot tartalmaz. A 46SC, egy mesterséges radioaktív izotóp felhasználható γ sugárforrásokként, vagy nyomjelző atomok is használhatók rosszindulatú daganatok sugárterápiájához. Vannak olyan alkalmazások is, mint a yttrium gallium scandium gránát lézer,Scandium -fluoridÜveg infravörös optikai rost és Scandium bevonatú katódsugárcső a televízióban. Úgy tűnik, hogy Scandium fényerővel született.
Ötvözött iparág
A scandium elemi formájában széles körben használják az alumíniumötvözetek doppingjára. Mindaddig, amíg néhány ezer scandiumot adnak az alumíniumhoz, új AL3SC fázis alakul ki, amely metamorfizmus szerepet játszik az alumíniumötvözetben, és az ötvözet szerkezetét és tulajdonságait jelentősen megváltoztatja. A 0,2% ~ 0,4% SC hozzáadása (ami valóban hasonló a só hozzáadásának arányához a sült zöldségek otthoni keveréséhez, csak egy kicsit szükséges) növelheti az ötvözet átkristályosodási hőmérsékletét 150-200 ℃-rel, és jelentősen javíthatja a magas hőmérséklet-szilárdságot, a szerkezeti stabilitást, a hegesztési teljesítményt és a korrózióállóságot. Kerülheti azt is, hogy a hosszú távú munka során könnyen előfordulhat a magas hőmérsékleten. Nagy szilárdságú és nagy keménységű alumíniumötvözet, új, nagy szilárdságú korrózióálló hegeszthető alumíniumötvözet, új, magas hőmérsékletű alumíniumötvözet, nagy szilárdságú neutron besugárzás ellenálló alumíniumötvözet stb., Nagyon vonzó fejlesztési kilátásokkal rendelkezik a repülésben, a repülésben, a hajókban, a nukleáris reaktorokban, a fénysebességben.
A Scandium kiváló módosító a vas számára, és kis mennyiségű scandium jelentősen javíthatja az öntöttvas erejét és keménységét. Ezenkívül a scandium adalékanyagként is felhasználható a magas hőmérsékletű volfrám és a króm ötvözetekhez. Természetesen, amellett, hogy másoknak esküvői ruhákat készítenek, a Scandium magas olvadáspontja van, sűrűsége hasonló az alumíniumhoz, és nagy olvadáspontú könnyű ötvözeteknél, például a Scandium titánötvözetben és a Scandium magnézium -ötvözetben is használják. Magas árának köszönhetően azonban általában csak a csúcskategóriás gyártóiparban, például az űrsiklókban és a rakétákban használják.
Kerámia anyag
A Scandiumot, az egyetlen anyagot általában ötvözetekben használják, és az oxidok hasonló módon fontos szerepet játszanak a kerámia anyagokban. A tetragonális cirkónia kerámia anyag, amely elektróda anyagként használható szilárd oxid -üzemanyagcellákhoz, egyedülálló tulajdonsággal rendelkezik, ahol ennek az elektrolit vezetőképessége növekszik a környezet hőmérsékletének és oxigénkoncentrációjának növelésével. Ennek a kerámia anyagnak a kristályszerkezete azonban nem létezhet stabilan, és nincs ipari értéke; Az eredeti tulajdonságainak fenntartása érdekében bizonyos anyagok doppingálására van szükség, amelyek megjavíthatják ezt a struktúrát. A 6 ~ 10% scandium -oxid hozzáadása olyan, mint egy betonszerkezet, így a cirkónium -os stabilizálható egy négyzet alakú rácson.
Vannak olyan mérnöki kerámia anyagok is, mint a nagy szilárdságú és a magas hőmérsékleten rezisztens szilícium-nitrid, mint sűrűsítők és stabilizátorok.
Mint sűrűsítőként,Scandium -oxidképezhet egy refrakter SC2SI2O7 fázist a finom részecskék szélén, ezáltal csökkentve ezzel a mérnöki kerámia magas hőmérsékleti deformációját. Más oxidokkal összehasonlítva jobban javíthatja a szilícium-nitrid magas hőmérsékleti mechanikai tulajdonságait.
Katalitikus kémia
A vegyiparban a scandiumot gyakran használják katalizátorként, míg az SC2O3 felhasználható az etanol vagy izopropanol dehidrációjára és dezoxidációjára, az ecetsav bomlására, valamint az etilén előállítására a CO -ból és a H2 -ből. Az SC2O3 -ot tartalmazó Pt Al -katalizátor szintén fontos katalizátora a nehézolaj -hidrogénezés tisztításához és a petrolkémiai ipar finomítási folyamatainak. A katalitikus repedési reakciókban, mint például a kumén, az SC-Y-zeolit katalizátor aktivitása 1000-szer magasabb, mint az alumínium-szilikát katalizátor; Néhány hagyományos katalizátorhoz képest a Scandium katalizátorok fejlesztési kilátásai nagyon fényesek lesznek.
Atomenergia -ipar
Ha kis mennyiségű SC2O3-at ad hozzá az UO2-hez a magas hőmérsékletű reaktor nukleáris üzemanyaghoz, elkerülheti a rács-transzformációt, a térfogatnövekedést és az UO2 által okozott repedést U3O8 konverzióra.
Üzemanyagcella
Hasonlóképpen, ha a 2,5% -ot a 25% -os scandium hozzáadása a nikkel -lúgos akkumulátorokhoz növeli szolgálati élettartamát.
Mezőgazdasági tenyésztés
A mezőgazdaságban a magvak, például a kukorica, a répa, a borsó, a búza és a napraforgó scandium-szulfáttal kezelhetők (a koncentráció általában 10-3 ~ 10-8 mol/L, a különböző növények eltérőek lesznek), és a csírázás előmozdításának tényleges hatása elért. 8 óra elteltével a gyökerek és rügyek száraz tömege 37% -kal, illetve 78% -kal nőtt a palántákhoz képest, de a mechanizmus még mindig vizsgálódik.
A Nielsen figyelmét az atomtömeg -adatok adósságára a mai napig a Scandium mindössze száz vagy húsz éve lépett be az emberek jövőképébe, de majdnem száz évig ült a padon. Csak a múlt század végén az anyagtudomány erőteljes fejlődéséig hozta az életerőt. Manapság a ritkaföldfémek elemei, beleértve a Scandiumot, forró csillagokká váltak az anyagtudományban, folyamatosan változó szerepeket játszanak több ezer rendszerben, minden nap nagyobb kényelmet biztosítva az életünkben, és olyan gazdasági értéket teremtve, amelyet még nehezebb mérni.
A postai idő: június-29-2023