Skandju, bis-simbolu tal-element Sc u n-numru atomiku ta' 21, jinħall faċilment fl-ilma, jista' jinteraġixxi mal-ilma sħun, u jiskura faċilment fl-arja. Il-valenza ewlenija tiegħu hija +3. Ħafna drabi jitħallat ma' gadolinju, erbju, u elementi oħra, b'rendiment baxx u kontenut ta' madwar 0.0005% fil-qoxra. L-iskandju ħafna drabi jintuża biex jagħmel ħġieġ speċjali u ligi ħfief għal temperatura għolja.
Fil-preżent, ir-riżervi ppruvati ta' skandju fid-dinja huma biss 2 miljun tunnellata, li 90~95% minnhom jinsabu f'Bauxite, fosforite u minerali tal-ħadid tat-titanju, u parti żgħira f'uranju, torju, tungstenu u minerali tad-dinja rari, prinċipalment imqassma 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 tal-iskandju fiċ-Ċina huma madwar 600000 tunnellata, li jinsabu f'depożiti ta' Bauxite u fosforite, depożiti ta' tungstenu b'vini tal-porfirju u tal-kwarz fin-Nofsinhar taċ-Ċina, depożiti tad-dinja rari fin-Nofsinhar taċ-Ċina, depożitu tal-mineral tal-ħadid tad-dinja rari ta' Bayan Obo fil-Mongolja ta' Ġewwa, u depożitu tal-vanadju tat-titanju u manjetit ta' Panzhihua f'Sichuan.
Minħabba l-iskarsezza tal-iskandju, il-prezz tal-iskandju huwa wkoll għoli ħafna, u fl-aqwa tiegħu, il-prezz tal-iskandju kien minfuħ għal 10 darbiet il-prezz tad-deheb. Għalkemm il-prezz tal-iskandju niżel, għadu erba' darbiet il-prezz tad-deheb!
Niskopru l-Istorja
Fl-1869, Mendeleev innota differenza fil-massa atomika bejn il-kalċju (40) u t-titanju (48), u bassar li kien hemm ukoll element intermedju ta' massa atomika mhux skopert hawnhekk. Huwa bassar li l-ossidu tiegħu huwa X ₂ O Å. L-iskandju ġie skopert fl-1879 minn Lars Frederik Nilson tal-Università ta' Uppsala fl-Iżvezja. Huwa estraeh mill-minjiera tad-deheb iswed rari, minerali kumpless li fih 8 tipi ta' ossidi tal-metall. Huwa estraehOssidu tal-erbju(III)minn minerali tad-deheb iswed rari, u miksubOssidu 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 huwaSc₂O₃Il-metall skandju nnifsu ġie prodott minnKlorur tal-iskandjupermezz ta' tidwib elettrolitiku fl-1937.
Mendeleev
Konfigurazzjoni tal-elettroni
Konfigurazzjoni tal-elettroni: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
L-iskandju huwa metall ta' transizzjoni abjad u artab ta' lewn il-fidda b'punt tat-tidwib ta' 1541 ℃ u punt tat-togħlija ta' 2831 ℃.
Għal perjodu konsiderevoli ta' żmien wara l-iskoperta tiegħu, l-użu tal-iskandju ma ġiex muri minħabba d-diffikultà tiegħu fil-produzzjoni. Bit-titjib dejjem jikber tal-metodi ta' separazzjoni tal-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-aktar dgħajjef, għalhekk il-minerali mħallat tal-elementi rari tad-dinja li fih l-iskandju se jiġi separat mill-element rari tad-dinja permezz tal-metodu ta' "preċipitazzjoni pass pass" meta l-idrossidu tal-Iskandju(III) jiġi ttrattat bl-ammonja wara li jiġi trasferit f'soluzzjoni. Il-metodu l-ieħor huwa li n-nitrat tal-Iskandju jiġi separat 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 tal-iskandju li jakkumpanjah mill-uranju, it-torju, it-tungstenu, il-landa u depożiti minerali oħra huwa wkoll sors importanti ta' skandju.
Wara li jinkiseb kompost pur tal-iskandju, dan jiġi kkonvertit f'ScCl Å u mdewweb flimkien ma' KCl u LiCl. Iż-żingu mdewweb jintuża bħala l-katodu għall-elettroliżi, u b'hekk 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 mal-ilma sħun biex jiġġenera gass tal-idroġenu. Għalhekk, l-iskandju metalliku li tara fl-istampa huwa ssiġillat fi flixkun u protett bil-gass tal-argon, inkella l-iskandju jifforma malajr 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 nsejħulu l-Iben tad-Dawl. L-ewwel arma maġika tal-iskandju tissejjaħ lampa tas-sodju skandju, li tista' tintuża biex iġġib id-dawl lil eluf ta' djar. Din hija dawl elettriku tal-alid tal-metall: il-bozza hija mimlija b'jodur tas-sodju u trijodur tal-iskandju, u l-iskandju u l-fojl tas-sodju huma miżjuda fl-istess ħin. Waqt skariku ta' vultaġġ għoli, il-joni tal-iskandju u l-joni tas-sodju jarmu dawl tat-tul ta' mewġ tal-emissjoni karatteristiċi tagħhom rispettivament. Il-linji spettrali tas-sodju huma 589.0 u 589.6 nm, żewġ dwal sofor famużi, filwaqt li l-linji spettrali tal-iskandju huma 361.3 ~ 424.7 nm, serje ta' emissjonijiet ta' dawl ultravjola qrib u blu. Minħabba li jikkumplimentaw lil xulxin, il-kulur tad-dawl ġenerali prodott huwa dawl abjad. Huwa preċiżament minħabba li l-lampi tas-sodju skandju għandhom il-karatteristiċi ta' effiċjenza luminuża għolja, kulur tad-dawl tajjeb, iffrankar tal-enerġija, ħajja twila ta' servizz, u kapaċità qawwija li tkisser iċ-ċpar li jistgħu jintużaw b'mod wiesa' għal kameras tat-televiżjoni, pjazez, postijiet sportivi, u dawl tat-toroq, u huma magħrufa bħala sorsi tad-dawl tat-tielet ġenerazzjoni. Fiċ-Ċina, dan it-tip ta' lampa qed jiġi promoss gradwalment bħala teknoloġija ġdida, filwaqt li f'xi pajjiżi żviluppati, dan it-tip ta' lampa kien użat ħafna sa mill-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 imexxu s-soċjetà umana. L-iskandju huwa l-aqwa metall ta' barriera fiċ-ċelloli solari tas-silikon semikondutturi tal-iżolatur tal-metall u ċ-ċelloli solari.
It-tielet arma maġika tiegħu tissejjaħ sors ta' raġġi γ A, din l-arma maġika tista' tiddi b'mod qawwi waħedha, iżda dan it-tip ta' dawl ma jistax jiġi riċevut mill-għajn, huwa fluss ta' fotoni ta' enerġija għolja. Normalment nistraħħu 45Sc mill-minerali, li huwa l-uniku iżotopu naturali tal-iskandju. Kull nukleu 45Sc fih 21 proton u 24 newtron. 46Sc, iżotopu radjuattiv artifiċjali, jista' jintuża bħala sorsi ta' radjazzjoni γ jew atomi traċċaturi jistgħu jintużaw ukoll għar-radjoterapija ta' tumuri malinni. Hemm ukoll applikazzjonijiet bħal-lejżer tal-granata tal-ittriju, il-gallju, l-iskandju.Fluworidu tal-iskandjuFibra ottika tal-infra-aħmar tal-ħġieġ, u tubu tar-raġġi katodiċi miksi bl-iskandju fuq it-televiżjoni. Jidher li l-iskandju jitwieled bil-luminożità.
Industrija tal-liga
L-iskandju fil-forma elementali tiegħu ilu jintuża ħafna għad-doping tal-ligi tal-aluminju. Sakemm jiżdiedu ftit eluf ta' skandju mal-aluminju, tiġi ffurmata fażi ġdida ta' 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 tassew simili għall-proporzjon taż-żieda tal-melħ mal-ħaxix moqli fid-dar, ftit biss hija meħtieġa) tista' żżid it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni tal-liga b'150-200 ℃, u ttejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa f'temperatura għolja, l-istabbiltà strutturali, il-prestazzjoni tal-iwweldjar, u r-reżistenza għall-korrużjoni. Tista' wkoll tevita l-fenomenu tal-fraġilità li huwa faċli li jseħħ waqt xogħol fit-tul f'temperaturi għoljin. Liga tal-aluminju b'saħħa għolja u ebusija għolja, liga tal-aluminju weldjabbli ġdida reżistenti għall-korrużjoni ta' saħħa għolja, liga tal-aluminju ġdida f'temperatura għolja, liga tal-aluminju reżistenti għall-irradjazzjoni tan-newtroni ta' saħħa għolja, eċċ., għandhom prospetti ta' żvilupp attraenti ħafna fl-ajruspazju, l-avjazzjoni, il-vapuri, ir-reatturi nukleari, il-vetturi ħfief u l-ferroviji b'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 ligi tat-tungstenu u tal-kromju f'temperatura għolja. Naturalment, minbarra li jagħmel ħwejjeġ tat-tieġ għal oħrajn, l-iskandju għandu punt ta' tidwib għoli u d-densità tiegħu hija simili għall-aluminju, u jintuża wkoll f'ligi ħfief b'punt ta' tidwib għoli bħal liga tat-titanju skandju u liga tal-manjeżju skandju. Madankollu, minħabba l-prezz għoli tiegħu, ġeneralment jintuża biss f'industriji tal-manifattura ta' kwalità għolja 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 b'ossidu solidu, għandu proprjetà unika fejn il-konduttività ta' dan l-elettrolit tiżdied biż-żieda fit-temperatura u l-konċentrazzjoni tal-ossiġnu fl-ambjent. Madankollu, l-istruttura kristallina ta' dan il-materjal taċ-ċeramika nnifisha ma tistax teżisti b'mod stabbli u m'għandha l-ebda valur industrijali; Huwa meħtieġ li jiġu ddopjati xi sustanzi li jistgħu jiffissaw din l-istruttura sabiex jinżammu l-proprjetajiet oriġinali tagħha. Iż-żieda ta' 6~10% ossidu tal-iskandju hija bħal struttura tal-konkrit, sabiex iż-żirkonja tkun tista' tiġi stabbilizzata fuq kannizzata kwadra.
Hemm ukoll materjali taċ-ċeramika tal-inġinerija bħal nitrur tas-silikon ta' saħħa għolja u reżistenti għal temperatura għolja bħala densifikaturi u stabilizzaturi.
Bħala densifikatur,Ossidu tal-iskandjujista' jifforma fażi refrattorja Sc2Si2O7 fit-tarf ta' partiċelli fini, u b'hekk inaqqas id-deformazzjoni f'temperatura għolja taċ-ċeramika tal-inġinerija. Meta mqabbel ma' ossidi oħra, jista' jtejjeb aħjar il-proprjetajiet mekkaniċi f'temperatura għolja tan-nitrid tas-silikon.
Kimika katalitika
Fl-inġinerija kimika, l-iskandju spiss jintuża bħala katalist, filwaqt li Sc2O3 jista' jintuża għad-deidrazzjoni u d-deossidazzjoni tal-etanol jew l-isopropanol, id-dekompożizzjoni tal-aċidu aċetiku, u l-produzzjoni tal-etilene mis-CO u l-H2. Il-katalist Pt Al li fih Sc2O3 huwa wkoll katalist importanti għall-proċessi ta' purifikazzjoni u raffinar tal-idroġenazzjoni taż-żejt tqil fl-industrija petrokimika. F'reazzjonijiet ta' kkrekkjar katalitiku bħall-Kumene, l-attività tal-katalist taż-żeolit Sc-Y hija 1000 darba ogħla minn dik tal-katalist tas-silikat tal-aluminju; Meta mqabbel ma' xi katalisti tradizzjonali, il-prospetti ta' żvilupp tal-katalisti tal-iskandju se jkunu promettenti ħafna.
L-industrija tal-enerġija nukleari
Iż-żieda ta' ammont żgħir ta' Sc2O3 mal-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 tal-UO2 għal U3O8.
Ċellula tal-fjuwil
Bl-istess mod, iż-żieda ta' 2.5% sa 25% skandju mal-batteriji tan-nikil alkali se żżid il-ħajja tas-servizz tagħhom.
Tnissil agrikolu
Fl-agrikoltura, żrieragħ bħall-qamħirrum, il-pitravi, il-piżelli, il-qamħ u l-ġirasol jistgħu jiġu ttrattati bis-sulfat tal-iskandju (il-konċentrazzjoni ġeneralment hija 10-3 ~ 10-8 mol / L, pjanti differenti se jkollhom riżultati differenti), u l-effett attwali tal-promozzjoni tal-ġerminazzjoni jkun inkiseb. Wara 8 sigħat, il-piż niexef tal-għeruq u l-blanzuni żdied b'37% u 78% rispettivament meta mqabbel man-nebbieta, iżda l-mekkaniżmu għadu qed jiġi studjat.
Mill-attenzjoni ta' Nielsen għad-dejn tad-dejta tal-massa Atomika sal-lum, l-iskandju daħal fil-viżjoni tan-nies għal mitt jew għoxrin sena biss, iżda kważi ilu fuq il-bank għal mitt sena. Ma kienx qabel l-iżvilupp vigoruż tax-xjenza tal-materjali fl-aħħar tas-seklu li għadda li ġablu l-vitalità. Illum, elementi rari tad-dinja, inkluż l-iskandju, saru stilel sħan fix-xjenza tal-materjali, u għandhom rwoli li dejjem jinbidlu f'eluf ta' sistemi, iġibu aktar konvenjenza f'ħajjitna kuljum, u joħolqu valur ekonomiku li huwa saħansitra aktar diffiċli biex jitkejjel.
Ħin tal-posta: 29 ta' Ġunju 2023