SCandium, bis-simbolu tal-element SC u numru atomiku ta '21, jinħall faċilment fl-ilma, jistgħu jinteraġixxu ma 'ilma sħun, u faċilment jiskura fl-arja. Il-valenza ewlenija tagħha hija + 3. Ħafna drabi jitħallat ma 'gadolinium, erbium, 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 'scandium fid-dinja huma biss 2 miljun tunnellata, li 90 ~ 95% minnhom jinsabu fil-minerali tal-bauxite, tal-fosforit u tal-ħadid tat-titanju, u parti żgħira fl-uranju, it-torju, it-tungsten u r-rari tad-dinja, imqassma prinċipalment fir-Russja, iċ-Ċina, it-Taġikistan, Madagaskar, Norway. Iċ-Ċina hija rikka ħafna fir-riżorsi tal-iskandju, b'riżervi minerali enormi relatati mal-iskandju. Skond statistika mhux kompluta, ir-riżervi ta 'skandju fiċ-Ċina huma madwar 600000 tunnellata, li jinsabu f'depożiti tal-bauxite u tal-fosforita, depożiti tat-tungstenu tal-vina tal-porfirju u tal-kwarz fiċ-Ċina t'Isfel, depożiti rari tad-dinja fiċ-Ċina t'Isfel, Bayan obo rari tad-depożitu tal-ħadid tad-dinja fil-Mongolja ta' ġewwa, u panzhihua vanadium tat-titinium.
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 naqas, għadu erba 'darbiet il-prezz tad-deheb!
Niskopru l-Istorja
Fl-1869, Mendeleev innota lakuna fil-massa atomika bejn il-kalċju (40) u t-titanju (48), u bassar li kien hemm ukoll element tal-massa atomika intermedju mhux skopert hawn. Huwa bassar li l-ossidu tiegħu huwa x ₂ o Å. Scandium ġie skopert fl-1879 minn Lars Frederik Nilson tal-Università Uppsala fl-Iżvezja. Huwa estrattha mill-minjiera tad-deheb rari iswed, minerali kumpless li fih 8 tipi ta 'ossidi tal-metall. Huwa estrattErbium (III) ossiduminn minerali tad-deheb rari iswed, u miksubYtterbium (III) ossiduMinn 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 scandium innifsu ġie prodott minnKlorur tal-iskandjubit-tidwib elettrolitiku fl-1937.
Mendeleev
Konfigurazzjoni tal-elettroni
Konfigurazzjoni tal-Elettron: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
L-iskandju huwa metall artab ta 'transizzjoni bajda artab u tal-fidda b'punt ta' tidwib ta '1541 ℃ u punt ta' togħlija ta '2831 ℃.
Għal perjodu konsiderevoli ta 'żmien wara l-iskoperta tiegħu, l-użu ta' skandju ma ntweriex minħabba d-diffikultà tiegħu fil-produzzjoni. Bit-titjib dejjem jiżdied ta 'metodi ta' separazzjoni ta 'elementi ta' l-art rari, issa hemm fluss ta 'proċess matur għall-purifikazzjoni ta' komposti ta 'l-iskandju. Minħabba li l-iskandju huwa inqas alkalin minn yttrium u lantanide, l-idrossidu huwa l-iktar dgħajjef, u għalhekk l-element rari tad-dinja mħallat minerali li fih l-iskandju se jkun separat mill-element tad-dinja rari bil-metodu ta '"preċipitazzjoni tal-pass" meta l-idrossidu ta' l-iskandju (III) jiġi ttrattat bl-ammonja wara li jkun ġie trasferit f'soluzzjoni. Il-metodu l-ieħor huwa li tissepara n-nitrat tal-iskandju permezz ta 'dekompożizzjoni polari tan-nitrat. Minħabba li n-nitrat tal-iskandju huwa l-aktar faċli li jiddekomponi, l-iskandju jista 'jkun separat. Barra minn hekk, l-irkupru komprensiv tal-iskandju li jakkumpanja l-uranju, it-torju, it-tungstenu, il-landa u depożiti minerali oħra huwa wkoll sors importanti ta 'skandju.
Wara li jinkiseb kompost ta 'skandju pur, huwa kkonvertit fi SCCL Å u CO idub ma' KCL u LICL. Iż-żingu mdewweb 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 jistgħu jirreaġixxu bl-ilma sħun biex jiġġeneraw gass tal-idroġenu. Allura l-iskandju tal-metall li tara fl-istampa huwa ssiġillat fi flixkun u protett bil-gass tal-argon, inkella l-iskandju se jifforma malajr saff ta 'ossidu isfar skur jew griż, li jitlef it-tleqqija metallika tleqq tagħha.
Applikazzjonijiet
Industrija tad-dawl
L-użi ta 'l-iskandju huma kkonċentrati f'direzzjonijiet brillanti ħafna, u mhuwiex esaġerazzjoni li jsejħulu l-iben tad-dawl. L-ewwel arma maġika ta 'l-iskandju tissejjaħ scandium sodju lampa, li tista' tintuża biex iġġib dawl għal eluf ta 'djar. Dan huwa dawl elettriku tal-alid tal-metall: il-bozza hija mimlija bil-jodur tas-sodju u l-iskandju trioidide, u l-fojl tal-iskandju u tas-sodju huma miżjuda fl-istess ħin. Matul il-kwittanza ta 'vultaġġ għoli, il-joni tal-iskandju u l-joni tas-sodju rispettivament jarmu d-dawl tal-mewġ tal-emissjonijiet karatteristiċi tagħhom. Il-linji spettrali tas-sodju huma 589.0 u 589.6 nm, żewġ dwal sofor famużi, filwaqt li l-linji spettrali ta 'scandium huma 361.3 ~ 424.7 nm, serje ta' emissjonijiet ta 'dawl ultravjola u blu. Minħabba li jikkumplimentaw lil xulxin, il-kulur ċar ġenerali prodott huwa dawl abjad. Huwa preċiżament minħabba li l-lampi tas-sodju scandium għandhom il-karatteristiċi ta 'effiċjenza luminuża għolja, kulur ħafif tajjeb, iffrankar ta' enerġija, ħajja twila ta 'servizz, u abilità qawwija ta' tkissir taċ-ċpar li jistgħu jintużaw ħafna għall-kameras tat-televiżjoni, kwadri, postijiet sportivi, u dawl tat-toroq, u huma magħrufa bħala s-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 kienet użata ħafna mill-bidu tas-snin 1980.
It-tieni arma maġika ta 'l-iskandju hija ċelloli fotovoltajċi solari, li jistgħu jiġbru d-dawl imxerred fuq l-art u jibdlu f'elettriku biex issuq is-soċjetà umana. L-iskandju huwa l-aħjar barriera tal-metall fiċ-ċelloli solari tas-silikon tas-semikondutturi tal-iżolatur tal-metall u ċelloli solari.
It-tielet arma maġika tagħha tissejjaħ γ a sors tar-raġġi, din l-arma maġika tista 'tiddi jgħajjat waħedha, iżda dan it-tip ta' dawl ma jistax jiġi riċevut mill-għajn, huwa fluss ta 'fotoni b'enerġija għolja. Normalment aħna estratt 45sc mill-minerali, li huwa l-uniku iżotopi naturali ta 'scandium. Kull nukleu ta ’45sc fih 21 protoni u 24 newtroni. 46SC, iżotopi radjuattiv artifiċjali, jista 'jintuża bħala sorsi ta' radjazzjoni γ jew atomi ta 'tracer jistgħu jintużaw ukoll għar-radjoterapija ta' tumuri malinni. Hemm ukoll applikazzjonijiet bħal Yttrium Gallium Scandium Garnet Laser,Fluworidu tal-iskandjuFibra ottika infra-aħmar 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 elementari tiegħu intuża ħafna għal-ligi tal-aluminju doping. Sakemm ftit eluf ta 'skandju jiżdiedu mal-aluminju, se tkun iffurmata fażi ġdida ta' Al3SC, li se jkollha rwol ta 'metamorfiżmu fil-liga tal-aluminju u tagħmel l-istruttura u l-proprjetajiet tal-liga tal-bidla b'mod sinifikanti. Iż-żieda ta '0.2% ~ 0.4% SC (li hija tassew simili għall-proporzjon taż-żieda tal-melħ biex tħawwad il-ħaxix moqli fid-dar, hemm bżonn biss ftit) tista' żżid it-temperatura ta 'rikristallizzazzjoni tal-liga bi 150-200 ℃, u ttejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa ta' temperatura għolja, l-istabbiltà strutturali, il-prestazzjoni tal-welding, il-prestazzjoni tal-welding, u r-reżistenza għall-korrużjoni. Jista 'jevita wkoll il-fenomenu tal-embrittlement li huwa faċli biex iseħħ waqt xogħol fit-tul f'temperaturi għoljin. Liga tal-aluminju ta 'saħħa għolja u ebusija għolja, liga tal-aluminju weldabbli reżistenti għall-korrużjoni ta' saħħa għolja, liga tal-aluminju ta 'temperatura għolja ġdida, liga ta' l-aluminju reżistenti għall-irradjazzjoni tan-newtroni ta 'saħħa għolja, eċċ., Għandhom prospetti ta' żvilupp attraenti ħafna fl-ajruspazju, avjazzjoni, vapuri, reatturi nukleari, reatturi nukleari, vetturi ħfief.
L-iskandju huwa wkoll modifikatur eċċellenti għall-ħadid, u ammont żgħir ta 'scandium 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 ta' temperatura għolja u ligi tal-kromju. M’għandniex xi ngħidu, minbarra li tagħmel ħwejjeġ tat-tieġ għal oħrajn, Scandium għandu punt ta ’tidwib għoli u d-densità tiegħu hija simili għall-aluminju, u tintuża wkoll f’ligi ħfief ta’ punt ta ’tidwib bħal liga tat-titanju scandium u liga tal-manjeżju Scandium. Madankollu, minħabba l-prezz għoli tagħha, ġeneralment jintuża biss f'industriji tal-manifattura high-end bħal shuttles spazjali u rokits.
Materjal taċ-ċeramika
L-iskandju, sustanza waħda, ġeneralment jintuża f'ligi, u l-ossidi tagħha għandhom rwol importanti fil-materjali taċ-ċeramika b'mod simili. Il-materjal taċ-ċeramika tetragonali taż-żirkonja, li jista 'jintuża bħala materjal tal-elettrodu għaċ-ċelloli tal-fjuwil tal-ossidu solidu, għandu proprjetà unika fejn il-konduttività ta' dan l-elettrolit tiżdied biż-żieda fit-temperatura u l-konċentrazzjoni tal-ossiġenu fl-ambjent. Madankollu, l-istruttura tal-kristall ta 'dan il-materjal taċ-ċeramika nnifisha ma tistax teżisti b'mod stabbli u m'għandha l-ebda valur industrijali; Huwa meħtieġ li doping xi sustanzi li jistgħu jiffissaw din l-istruttura sabiex iżommu l-proprjetajiet oriġinali tagħha. Iż-żieda ta '6 ~ 10% ossidu tal-iskandju huwa bħal struttura tal-konkrit, sabiex iż-żirkonja tkun tista' tiġi stabbilizzata fuq kannizzata kwadra.
Hemm ukoll materjali taċ-ċeramika ta 'l-inġinerija bħal nitride tas-silikon reżistenti għal saħħa għolja u temperatura għolja bħala densifikaturi u stabbilizzaturi.
Bħala densifikatur,Ossidu tal-iskandjuJista 'jifforma fażi refrattarja SC2SI2O7 fit-tarf tal-partiċelli fini, u b'hekk tnaqqas id-deformazzjoni tat-temperatura għolja taċ-ċeramika tal-inġinerija. Meta mqabbel ma 'ossidi oħra, jista' jtejjeb aħjar il-proprjetajiet mekkaniċi ta 'temperatura għolja ta' nitride tas-silikon.
Kimika Katalitika
Fl-inġinerija kimika, l-iskandju spiss jintuża bħala katalist, filwaqt li SC2O3 jista 'jintuża għad-deidrazzjoni u d-deossidazzjoni ta' etanol jew isopropanol, dekompożizzjoni ta 'aċidu aċetiku, u produzzjoni ta' etilene minn CO u H2. Il-katalist PT al li fih SC2O3 huwa wkoll katalist importanti għall-purifikazzjoni tal-idroġenazzjoni taż-żejt tqil u l-proċessi ta 'raffinar fl-industrija petrokimika. F'reazzjonijiet ta 'qsim katalitiċi bħal cumene, l-attività ta' katalist ta 'sc-y zeolite hija 1000 darba ogħla minn dik ta' katalist tas-silikat tal-aluminju; Meta mqabbel ma 'xi katalisti tradizzjonali, il-prospetti ta' żvilupp tal-katalizzaturi tal-iskandju se jkunu brillanti ħafna.
Industrija tal-Enerġija Nukleari
Iż-żieda ta 'ammont żgħir ta' SC2O3 ma 'UO2 f'reattur ta' temperatura għolja ta 'fjuwil nukleari tista' tevita trasformazzjoni tal-kannizzata, żieda fil-volum, u qsim ikkawżat minn konverżjoni UO2 għal U3O8.
Ċellola tal-fjuwil
Bl-istess mod, iż-żieda ta '2.5% għal 25% skandju ma' batteriji alkali tan-nikil se żżid il-ħajja tas-servizz tagħhom.
Trobbija agrikola
Fl-agrikoltura, żrieragħ bħall-qamħ, pitravi, piżelli, qamħ u ġirasol jistgħu jiġu ttrattati bis-sulfat tal-iskandju (il-konċentrazzjoni hija ġeneralment 10-3 ~ 10-8mol / L, pjanti differenti se jkollhom differenti), u l-effett attwali tal-promozzjoni tal-ġerminazzjoni. Wara 8 sigħat, il-piż niexef ta 'l-għeruq u l-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, Scandium daħal fil-viżjoni tan-nies għal mija biss jew għoxrin sena, iżda kważi poġġa fuq il-bank għal mitt sena. Ma kienx sal-iżvilupp vigoruż tax-xjenza materjali fl-aħħar tas-seklu li għadda li ġab miegħu l-vitalità. Illum, elementi tad-dinja rari, inkluż l-iskandju, saru stilel sħan fix-xjenza tal-materjali, jilagħbu rwoli li dejjem jinbidlu f'eluf ta 'sistemi, li jġibu aktar konvenjenza f'ħajjitna kuljum, u joħolqu valur ekonomiku li huwa saħansitra aktar diffiċli biex jitkejjel.
POST ĦIN: 29-2023 ta 'Ġunju