Skandju, bis-simbolu tal-element Sc u n-numru atomiku ta '21, jinħall faċilment fl-ilma, jista' jinteraġixxi ma 'ilma sħun, u jiskura faċilment fl-arja. Il-valenza ewlenija tagħha hija +3. Ħafna drabi jitħallat ma 'gadolinju, erbju, u elementi oħra, b'rendiment baxx u kontenut ta' madwar 0.0005% fil-qoxra. L-iskandju spiss jintuża biex jagħmel ħġieġ speċjali u ligi ħfief ta 'temperatura għolja.
Fil-preżent, ir-riżervi ppruvati ta 'skandju fid-dinja huma biss 2 miljun tunnellata, 90 ~ 95% minnhom jinsabu fil-minerali tal-Bauxite, fosforit u titanju tal-ħadid, u parti żgħira f'uranju, torju, tungstenu u minerali rari tad-dinja, prinċipalment imqassam fir-Russja, iċ-Ċina, it-Taġikistan, il-Madagaskar, in-Norveġja u pajjiżi oħra. Iċ-Ċina hija rikka ħafna fir-riżorsi tal-iskandju, b'riżervi minerali enormi relatati mal-iskandju. Skont statistika mhux kompluta, ir-riżervi ta 'skandju fiċ-Ċina huma madwar 600000 tunnellata, li jinsabu f'depożiti ta' boksajt u fosforit, depożiti ta 'tungstenu tal-vini tal-porfiri u tal-kwarz fiċ-Ċina tan-Nofsinhar, depożiti ta' art rari fiċ-Ċina tan-Nofsinhar, depożitu ta 'mineral tal-ħadid ta' Bayan Obo rari f' Inner Mongolia, u Panzhihua vanadium titanju magnetite depożitu fis-Sichuan.
Minħabba l-iskarsezza tal-iskandju, il-prezz tal-iskandju huwa wkoll għoli ħafna, u fil-quċċata tiegħu, il-prezz tal-iskandju kien minfuħ għal 10 darbiet il-prezz tad-deheb. Għalkemm il-prezz tal-iskandju waqa’, xorta huwa erba’ darbiet il-prezz tad-deheb!
Niskopru l-Istorja
Fl-1869, Mendeleev innota vojt fil-massa atomika bejn il-kalċju (40) u t-titanju (48), u bassar li kien hemm ukoll element ta 'massa atomika intermedja mhux skoperta hawn. Huwa mbassar li l-ossidu tiegħu huwa X ₂ O Å. Scandium ġie skopert fl-1879 minn Lars Frederik Nilson tal-Università ta 'Uppsala fl-Isvezja. Huwa estratt mill-minjiera tad-deheb rari iswed, mineral kumpless li fih 8 tipi ta 'ossidi tal-metall. Huwa estrattErbju (III) ossiduminn minerali tad-deheb rari iswed, u miksubaOssidu tal-itterbju (III).minn dan l-ossidu, u hemm ossidu ieħor ta 'element eħfef, li l-ispettru tiegħu juri li huwa metall mhux magħruf. Dan huwa l-metall imbassar minn Mendeleev, li l-ossidu tiegħu huwaSc₂O₃. Il-metall iskandju innifsu kien prodott minnKlorur tal-iskandjuminn tidwib elettrolitiku fl-1937.
Mendeleev
Konfigurazzjoni elettronika
Konfigurazzjoni elettronika: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
L-iskandju huwa metall ta 'transizzjoni artab u abjad tal-fidda b'punt tat-tidwib ta' 1541 ℃ u punt ta 'togħlija ta' 2831 ℃.
Għal perjodu ta 'żmien konsiderevoli wara l-iskoperta tiegħu, l-użu tal-iskandju ma ġiex muri minħabba d-diffikultà tiegħu fil-produzzjoni. Bit-titjib dejjem jiżdied tal-metodi ta 'separazzjoni ta' elementi rari tad-dinja, issa hemm fluss ta 'proċess matur għall-purifikazzjoni tal-komposti tal-iskandju. Minħabba li l-iskandju huwa inqas alkalin mill-ittriju u l-Lanthanide, l-idrossidu huwa l-iktar dgħajjef, għalhekk l-element rari tal-art minerali mħallta li jkun fih l-iskandju se jiġi sseparat mill-element tal-art rari permezz tal-metodu ta '"preċipitazzjoni tal-pass" meta l-idrossidu tal-Iskandju (III) jiġi ttrattat bl-ammonja wara jiġu trasferiti f'soluzzjoni. Il-metodu l-ieħor huwa li tissepara n-nitrat tal-Iskandju permezz tad-dekompożizzjoni Polari tan-nitrat. Minħabba li n-nitrat tal-iskandju huwa l-aktar faċli biex jiddekomponi, l-iskandju jista 'jiġi separat. Barra minn hekk, l-irkupru komprensiv ta 'skandju li jakkumpanja minn uranju, torju, tungstenu, landa u depożiti minerali oħra huwa wkoll sors importanti ta' skandju.
Wara li tinkiseb kompost ta 'skandju pur, huwa kkonvertit f'ScCl Å u mdewweb ma' KCl u LiCl. Iż-żingu imdewweb jintuża bħala l-katodu għall-elettroliżi, u jikkawża li l-iskandju jippreċipita fuq l-elettrodu taż-żingu. Imbagħad, iż-żingu jiġi evaporat biex jinkiseb skandju metalliku. Dan huwa metall abjad tal-fidda ħafif bi proprjetajiet kimiċi attivi ħafna, li jista 'jirreaġixxi bl-ilma sħun biex jiġġenera gass tal-idroġenu. Allura l-iskandju tal-metall li tara fl-istampa huwa ssiġillat fi flixkun u protett bil-gass argon, inkella l-iskandju malajr jifforma saff ta 'ossidu isfar skur jew griż, u jitlef it-tleqqija metallika tleqq tiegħu.
Applikazzjonijiet
Industrija tad-dawl
L-użi tal-iskandju huma kkonċentrati f'direzzjonijiet qawwijin ħafna, u mhix esaġerazzjoni li nsejħulha l-Iben tad-Dawl. L-ewwel arma maġika tal-iskandju tissejjaħ fanal tas-sodju tal-iskandju, li tista 'tintuża biex iġġib id-dawl lil eluf ta' djar. Dan huwa alid tal-metall Dawl elettriku: il-bozza hija mimlija b'jodur tas-sodju u trijodur tal-Iskandju, u fojl tal-iskandju u tas-sodju huma miżjuda fl-istess ħin. Waqt l-iskarigu ta 'vultaġġ għoli, joni tal-iskandju u joni tas-sodju rispettivament jarmu dawl tal-wavelengths ta' emissjoni karatteristiċi tagħhom. Il-linji spettrali tas-sodju huma 589.0 u 589.6 nm, żewġ dwal sofor famużi, filwaqt li l-linji spettrali ta 'skandju huma 361.3 ~ 424.7 nm, serje ta' emissjonijiet qrib ultravjola u dawl blu. Minħabba li jikkumplimentaw lil xulxin, il-kulur tad-dawl ġenerali prodott huwa dawl abjad. Huwa preċiżament minħabba li l-lampi tas-sodju tal-iskandju għandhom il-karatteristiċi ta 'effiċjenza luminuża għolja, kulur tad-dawl tajjeb, iffrankar tal-enerġija, ħajja twila ta' servizz, u kapaċità qawwija ta 'tkissir taċ-ċpar li jistgħu jintużaw b'mod wiesa' għal kameras tat-televiżjoni, kwadri, postijiet sportivi, u dwal tat-toroq, u huma magħrufa bħala s-sorsi tad-dawl tat-tielet ġenerazzjoni. Fiċ-Ċina, dan it-tip ta 'fanal qed jiġi promoss gradwalment bħala teknoloġija ġdida, filwaqt li f'xi pajjiżi żviluppati, dan it-tip ta' fanal intuża ħafna kmieni kemm fil-bidu tas-snin tmenin.
It-tieni arma maġika tal-iskandju hija ċ-ċelloli fotovoltajċi solari, li jistgħu jiġbru d-dawl imxerred fuq l-art u jibdluh f'elettriku biex issuq is-soċjetà umana. L-iskandju huwa l-aħjar metall barriera fiċ-ċelloli solari tas-silikon semikonduttur tal-metall iżolatur u ċelloli solari.
It-tielet arma maġika tagħha tissejjaħ γ Sors ta 'raġġi, din l-arma maġika tista' shine brightly waħedha, iżda dan it-tip ta 'dawl ma jistax jiġi riċevut mill-għajn, huwa fluss ta' fotoni ta 'enerġija għolja. Normalment niġbdu 45Sc minn minerali, li huma l-uniċi iżotopi naturali tal-iskandju. Kull nukleu 45Sc fih 21 protoni u 24 newtroni. 46Sc, iżotopu radjuattiv artifiċjali, jista 'jintuża bħala sorsi ta' radjazzjoni γ jew atomi tracer jistgħu jintużaw ukoll għar-radjuterapija ta 'tumuri malinni. Hemm ukoll applikazzjonijiet bħal yttrium gallium scandium garnet laser,Fluworidu tal-iskandjufibra ottika infrared tal-ħġieġ, u tubu tar-raġġi tal-katodu miksi bl-iskandju fuq it-televiżjoni. Jidher li l-iskandju jitwieled bil-luminożità.
Industrija tal-liga
L-iskandju fil-forma elementali tiegħu intuża ħafna għad-doping tal-ligi tal-aluminju. Sakemm ftit eluf ta 'skandju jiżdiedu mal-aluminju, se tiġi ffurmata fażi ġdida Al3Sc, li se jkollha rwol ta' Metamorfiżmu fil-liga tal-aluminju u tagħmel l-istruttura u l-proprjetajiet tal-liga jinbidlu b'mod sinifikanti. Iż-żieda ta '0.2% ~ 0.4% Sc (li hija verament simili għall-proporzjon taż-żieda ta' melħ biex tħawwad il-ħaxix moqli fid-dar, hija meħtieġa ftit biss) tista 'żżid it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni tal-liga b'150-200 ℃, u ttejjeb b'mod sinifikanti l-għoli -saħħa tat-temperatura, stabbiltà strutturali, prestazzjoni tal-iwweldjar, u reżistenza għall-korrużjoni. Jista 'wkoll jevita l-fenomenu ta' embrittlement li huwa faċli li jseħħ waqt xogħol fit-tul f'temperaturi għoljin. Liga ta 'l-aluminju ta' qawwa għolja u toughness għolja, liga ta 'l-aluminju li tista' tiġi ssaldjata ta' saħħa għolja reżistenti għall-korrużjoni, liga ta 'aluminju ġdida ta' temperatura għolja, liga ta 'aluminju reżistenti għall-irradjazzjoni tan-newtroni ta' saħħa għolja, eċċ., għandhom prospetti ta 'żvilupp attraenti ħafna fl-ajruspazju, avjazzjoni, vapuri, reatturi nukleari, vetturi ħfief u ferroviji ta' veloċità għolja.
L-iskandju huwa wkoll modifikatur eċċellenti għall-ħadid, u ammont żgħir ta 'skandju jista' jtejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa u l-ebusija tal-ħadid fondut. Barra minn hekk, l-iskandju jista 'jintuża wkoll bħala addittiv għal tungstenu b'temperatura għolja u ligi tal-kromju. Naturalment, minbarra li tagħmel ħwejjeġ tat-tieġ għal oħrajn, l-iskandju għandu punt ta 'tidwib għoli u d-densità tiegħu hija simili għall-aluminju, u tintuża wkoll f'ligi ħfief ta' punt ta 'tidwib għoli bħal liga tat-titanju tal-iskandju u liga tal-manjeżju tal-iskandju. Madankollu, minħabba l-prezz għoli tiegħu, ġeneralment jintuża biss f'industriji tal-manifattura high-end bħal shuttles spazjali u rokits.
Materjal taċ-ċeramika
L-iskandju, sustanza waħda, ġeneralment jintuża fil-ligi, u l-ossidi tiegħu għandhom rwol importanti fil-materjali taċ-ċeramika b'mod simili. Il-materjal taċ-ċeramika taż-żirkonja tetragonali, li jista 'jintuża bħala materjal ta' elettrodu għal ċelloli tal-fjuwil ta 'ossidu solidu, għandu proprjetà unika fejn il-konduttività ta' dan l-elettrolit tiżdied maż-żieda fit-temperatura u l-konċentrazzjoni ta 'ossiġnu fl-ambjent. Madankollu, l-istruttura tal-kristall ta 'dan il-materjal taċ-ċeramika innifsu ma tistax teżisti b'mod stabbli u m'għandha l-ebda valur industrijali; Huwa meħtieġ li jiġu doping xi sustanzi li jistgħu jiffissaw din l-istruttura sabiex jinżammu l-proprjetajiet oriġinali tagħha. Iż-żieda ta '6 ~ 10% ta' l-ossidu ta 'l-Iskandju hija bħal struttura tal-konkrit, sabiex iż-żirkonja tkun tista' tiġi stabbilizzata fuq kannizzata kwadra.
Hemm ukoll materjali taċ-ċeramika ta 'inġinerija bħal nitrur tas-silikon ta' saħħa għolja u reżistenti għat-temperatura għolja bħala densifikaturi u stabilizzaturi.
Bħala densifikatur,Ossidu tal-iskandjujista 'jifforma fażi refrattarja Sc2Si2O7 fit-tarf ta' partiċelli fini, u b'hekk tnaqqas id-deformazzjoni f'temperatura għolja taċ-ċeramika tal-inġinerija. Meta mqabbel ma 'ossidi oħra, jista' jtejjeb aħjar il-proprjetajiet mekkaniċi ta 'temperatura għolja tan-nitrur tas-silikon.
Kimika katalitika
Fl-inġinerija kimika, l-iskandju spiss jintuża bħala katalizzatur, filwaqt li Sc2O3 jista 'jintuża għal deidrazzjoni u deossidazzjoni ta' etanol jew isopropanol, dekompożizzjoni ta 'aċidu aċetiku, u produzzjoni ta' etilene minn CO u H2. Il-katalizzatur Pt Al li fih Sc2O3 huwa wkoll katalist importanti għall-proċessi ta 'purifikazzjoni u raffinar ta' idroġenazzjoni taż-żejt tqil fl-industrija petrokimika. F'reazzjonijiet ta 'qsim katalitiku bħal Cumene, l-attività tal-katalizzatur taż-żeolit Sc-Y hija 1000 darba ogħla minn dik tal-katalizzatur tas-silikat tal-Aluminju; Meta mqabbel ma 'xi katalizzaturi tradizzjonali, il-prospetti ta' żvilupp tal-katalizzaturi tal-iskandju se jkunu qawwi ħafna.
Industrija tal-enerġija nukleari
Iż-żieda ta 'ammont żgħir ta' Sc2O3 ma 'UO2 fil-fjuwil nukleari tar-reattur b'temperatura għolja tista' tevita t-trasformazzjoni tal-kannizzata, iż-żieda fil-volum u l-qsim ikkawżat mill-konverżjoni ta 'UO2 għal U3O8.
Ċellula tal-fjuwil
Bl-istess mod, iż-żieda ta '2.5% sa 25% skandju għal batteriji alkali tan-nikil se żżid il-ħajja tas-servizz tagħhom.
Trobbija agrikola
Fl-agrikoltura, żrieragħ bħal qamħ, pitravi, piżelli, qamħ u ġirasol jistgħu jiġu ttrattati bis-sulfat ta 'Scandium (il-konċentrazzjoni hija ġeneralment 10-3 ~ 10-8mol/L, pjanti differenti se jkollhom differenti), u l-effett attwali tal-promozzjoni tal-ġerminazzjoni inkiseb. Wara 8 sigħat, il-piż niexef ta 'għeruq u blanzuni żdied b'37% u 78% rispettivament meta mqabbel ma' nebbieta, iżda l-mekkaniżmu għadu taħt studju.
Mill-attenzjoni ta 'Nielsen għad-dejn tad-dejta tal-massa Atomika sal-lum, l-iskandju daħal fil-viżjoni tan-nies għal mija jew għoxrin sena biss, iżda kważi qagħad fuq il-bank għal mitt sena. Kien biss l-iżvilupp qawwi tax-xjenza materjali fl-aħħar tas-seklu li għadda li ġabetlu vitalità. Illum, elementi tad-dinja rari, inkluż l-iskandju, saru stilel sħan fix-xjenza tal-materjali, li għandhom rwoli li dejjem jinbidlu f'eluf ta 'sistemi, iġibu aktar konvenjenza għal ħajjitna kuljum, u joħolqu valur ekonomiku li huwa saħansitra aktar diffiċli biex jitkejjel.
Ħin tal-post: Ġunju-29-2023