Skandium, ak eleman senbòl Sc ak nimewo atomik nan 21, se fasil idrosolubl nan dlo, ka kominike avèk dlo cho, epi fasil fè nwa nan lè a. Valans prensipal li se +3. Li souvan melanje ak gadolinyòm, èrbyòm, ak lòt eleman, ak yon sede ki ba ak yon kontni apeprè 0.0005% nan kwout la. Scandium se souvan itilize pou fè vè espesyal ak alyaj ki lejè wo-tanperati.
Koulye a, rezèv yo pwouve nan scandium nan mond lan se sèlman 2 milyon tòn, 90 ~ 95% nan yo ki genyen nan boksit, fosforit ak fè minre Titàn, ak yon ti pati nan iranyòm, thoryòm, tengstèn ak minre latè ra, sitou. distribye nan Larisi, Lachin, Tajikistan, Madagascar, Nòvèj ak lòt peyi yo. Lachin trè rich nan resous Scandium, ak rezèv mineral gwo ki gen rapò ak Scandium. Dapre estatistik enkonplè, rezèv yo nan Scandium nan Lachin se sou 600000 tòn, ki genyen nan depo boksit ak fosforit, porphyry ak kwats venn depo tengstèn nan Sid Lachin, depo latè ra nan Sid Lachin, Bayan Obo latè ra fè minrè depo nan Inner Mongoli, ak Panzhihua vanadyòm Titàn magnetite depo nan Sichuan.
Akòz mank de scandium, pri scandium tou trè wo, ak nan pik li yo, pri scandium te gonfle a 10 fwa pri lò. Malgre ke pri a nan scandium te tonbe, li se toujou kat fwa pri a nan lò!
Dekouvri Istwa
An 1869, Mendeleev te remake yon diferans nan mas atomik ant kalsyòm (40) ak Titàn (48), e li te prevwa ke te gen tou yon eleman mas atomik entèmedyè ki pa dekouvri isit la. Li te predi ke oksid li se X ₂ O Å. Scandium te dekouvri nan 1879 pa Lars Frederik Nilson nan Uppsala University nan Sweden. Li extrait li nan min lò nwa ra, yon minrè konplèks ki gen 8 kalite oksid metal. Li te extraitErbium (III) oksidsoti nan nwa minrè lò ra, ak jwennYtterbium (III) oksidsoti nan oksid sa a, epi gen yon lòt oksid nan eleman pi lejè, ki gen spectre montre ke li se yon metal enkoni. Sa a se metal la prevwa pa Mendeleev, ki gen oksid seSc₂O₃. Metal scandium tèt li te pwodwi nanScandium kloripa fonn elektwolitik nan 1937.
Mendeleyev
Konfigirasyon elèktron
Konfigirasyon elèktron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Scandium se yon metal mou, ajan tranzisyon blan ak yon pwen k ap fonn nan 1541 ℃ ak yon pwen bouyi nan 2831 ℃.
Pou yon peryòd tan konsiderab apre dekouvèt li yo, itilizasyon scandium pa te demontre akòz difikilte li nan pwodiksyon an. Ak ogmantasyon nan amelyorasyon nan metòd separasyon eleman latè ra, gen kounye a yon koule pwosesis matirite pou pirifye konpoze Scandium. Paske Scandium a mwens alkalin pase ittrium ak Lanthanide, idroksid la se pi fèb la, kidonk eleman latè ra melanje mineral ki gen scandium yo pral separe de eleman latè ra pa metòd "presipitasyon etap" lè Scandium (III) idroksid trete ak amonyak apre. ke yo te transfere nan solisyon. Lòt metòd la se separe nitrat Scandium pa dekonpozisyon Polè nitrat. Paske scandium nitrat se pi fasil pou dekonpoze, scandium ka separe. Anplis de sa, rekiperasyon konplè nan Scandium akonpaye soti nan iranyòm, thoryòm, tengstèn, fèblan ak lòt depo mineral se tou yon sous enpòtan nan Scandium.
Apre w fin jwenn yon konpoze Scandium pi, li konvèti nan ScCl Å epi li fonn ak KCl ak LiCl. Zenk fonn yo itilize kòm katod pou elektwoliz, sa ki lakòz scandium presipite sou elektwòd zenk la. Lè sa a, zenk la evapore pou jwenn scandium metalik. Sa a se yon metal lejè an ajan blan ak pwopriyete chimik trè aktif, ki ka reyaji ak dlo cho pou jenere gaz idwojèn. Se konsa, scandium metal ou wè nan foto a sele nan yon boutèy ak pwoteje ak gaz agon, otreman scandium pral byen vit fòme yon kouch oksid fonse jòn oswa gri, pèdi ekla metalik klere li yo.
Aplikasyon
Endistri ekleraj
Itilizasyon scandium yo konsantre nan direksyon trè klere, epi li pa yon egzajerasyon pou rele li Pitit limyè a. Premye zam majik scandium rele scandium sodyòm lanp, ki ka itilize pou pote limyè nan dè milye de kay. Sa a se yon halogen metal Limyè elektrik: anpoul la plen ak yòd sodyòm ak triyodid Scandyòm, ak scandyòm ak papye sodyòm yo ajoute an menm tan an. Pandan egzeyat wo-vòltaj, iyon skandium ak iyon sodyòm respektivman emèt limyè nan longèdonn emisyon karakteristik yo. Liy espèk sodyòm yo se 589.0 ak 589.6 nm, de limyè jòn pi popilè, pandan y ap liy espektral scandium yo se 361.3 ~ 424.7 nm, yon seri de limyè tou pre iltravyolèt ak ble. Paske yo konplete youn ak lòt, koulè limyè jeneral pwodwi a se limyè blan. Se jisteman paske lanp sodyòm Scandium gen karakteristik segondè efikasite lumineux, bon koulè limyè, ekonomize pouvwa, lavi sèvis long, ak gwo kapasite pou kraze bwouya ke yo ka lajman itilize pou kamera televizyon, kare, avni espò, ak ekleraj wout, epi yo rekonèt kòm sous limyè twazyèm jenerasyon. Nan Lachin, sa a kalite lanp piti piti ap ankouraje kòm yon nouvo teknoloji, pandan ke nan kèk peyi devlope yo, sa a kalite lanp te lajman itilize osi bonè ke kòmansman ane 1980 yo.
Dezyèm zam majik scandium se selil fotovoltaik solè, ki ka kolekte limyè ki gaye sou tè a epi vire l nan elektrisite pou kondwi sosyete imen an. Scandium se pi bon metal baryè nan metal izolasyon semi-conducteurs Silisyòm solè selil ak selil solè.
Twazyèm zam majik li yo rele γ Yon sous reyon, zam majik sa a ka klere byen klere poukont li, men kalite limyè sa a pa ka resevwa pa je nu, li se yon koule foton ki gen gwo enèji. Anjeneral nou ekstrè 45Sc soti nan mineral, ki se sèlman izotòp natirèl nan scandium. Chak nwayo 45Sc gen 21 pwoton ak 24 netwon. 46Sc, yon izotòp radyo-aktif atifisyèl, ka itilize kòm sous radyasyon γ oswa atòm trasè yo ka itilize tou pou radyoterapi timè malfezan. Genyen tou aplikasyon tankou yttrium gallium scandium garnet lazè,Scandium fliyòvè enfrawouj optik fib, ak scandium kouvwi katod ray tib sou televizyon. Li sanble ke scandium fèt ak klète.
Endistri alyaj
Scandium nan fòm elemantè li yo te lajman itilize pou dopan alyaj aliminyòm. Osi lontan ke kèk milyèm nan scandium ajoute nan aliminyòm, yon nouvo faz Al3Sc pral fòme, ki pral jwe yon wòl Metamorphism nan alyaj aliminyòm epi fè estrikti a ak pwopriyete alyaj la chanje anpil. Ajoute 0.2% ~ 0.4% Sc (ki se reyèlman menm jan ak pwopòsyon an nan ajoute sèl nan brase legim fri nan kay la, se sèlman yon ti kras ki nesesè) ka ogmante tanperati a rkristalizasyon nan alyaj la pa 150-200 ℃, ak siyifikativman amelyore segondè. -Fòs tanperati, estabilite estriktirèl, pèfòmans soude, ak rezistans korozyon. Li kapab tou evite fenomèn embrittlement ki fasil pou rive pandan travay alontèm nan tanperati ki wo. Segondè fòs ak segondè severite alyaj aliminyòm, nouvo segondè-fòs korozyon ki reziste alyaj soude aliminyòm, nouvo alyaj wo-tanperati aliminyòm, segondè-fòs neutron iradyasyon alyaj rezistan aliminyòm, elatriye, gen kandida devlopman trè atire nan ayewospasyal, avyasyon, bato, reyaktè nikleyè, machin lejè ak tren gwo vitès.
Scandium se tou yon modifikatè ekselan pou fè, ak yon ti kantite scandium ka siyifikativman amelyore fòs ak dite nan fè jete. Anplis de sa, scandium kapab tou itilize kòm yon aditif pou wo-tanperati tengstèn ak alyaj chromium. Natirèlman, nan adisyon a fè rad maryaj pou lòt moun, scandium gen yon gwo pwen k ap fonn ak dansite li yo se menm jan ak aliminyòm, epi li se tou yo itilize nan gwo pwen k ap fonn alyaj ki lejè tankou scandium alyaj Titàn ak alyaj scandium mayezyòm. Sepandan, akòz pri segondè li yo, li se jeneralman yo itilize sèlman nan endistri manifakti wo-fen tankou navèt espas ak wokèt.
Materyèl seramik
Scandium, yon sèl sibstans, jeneralman yo itilize nan alyaj, ak oksid li yo jwe yon wòl enpòtan nan materyèl seramik nan yon fason menm jan an. Tetragonal zirkonya materyèl seramik, ki ka itilize kòm yon materyèl elektwòd pou selil gaz solid oksid, gen yon pwopriyete inik kote konduktiviti elektwolit sa a ogmante ak ogmante tanperati ak konsantrasyon oksijèn nan anviwònman an. Sepandan, estrikti kristal sa a materyèl seramik tèt li pa ka egziste stab epi pa gen okenn valè endistriyèl; Li nesesè dopaj kèk sibstans ki ka ranje estrikti sa a yo nan lòd yo kenbe pwopriyete orijinal li yo. Ajoute 6 ~ 10% oksid Scandium se tankou yon estrikti konkrè, pou zirkonya ka estabilize sou yon lasi kare.
Genyen tou jeni materyèl seramik tankou nitrure Silisyòm ki gen gwo fòs ak segondè-tanperati ki reziste kòm densifikatè ak estabilize.
Kòm yon densifier,Scandium oksidka fòme yon faz refraktè Sc2Si2O7 nan kwen nan patikil amann, kidonk diminye deformation nan wo-tanperati nan seramik jeni. Konpare ak lòt oksid, li ka pi byen amelyore pwopriyete segondè-tanperati mekanik nitrid Silisyòm.
Chimi katalitik
Nan jeni chimik, scandium souvan itilize kòm yon katalis, pandan y ap Sc2O3 ka itilize pou dezidratasyon ak dezoksidasyon etanòl oswa izopropanol, dekonpozisyon asid acetic, ak pwodiksyon etilèn nan CO ak H2. Pt Al katalis ki gen Sc2O3 se tou yon katalis enpòtan pou pirifikasyon lwil oliv lou ak raffinage pwosesis nan endistri pétrochimique. Nan reyaksyon katalitik fann tankou Cumene, aktivite a nan katalis zeolit Sc-Y se 1000 fwa pi wo pase sa yo ki nan katalis silikat aliminyòm; Konpare ak kèk katalis tradisyonèl yo, kandida devlopman katalis scandium yo pral trè klere.
Endistri enèji nikleyè
Ajoute yon ti kantite Sc2O3 nan UO2 nan gaz nikleyè reyaktè segondè-tanperati ka evite transfòmasyon lasi, ogmantasyon volim, ak fann ki te koze pa konvèsyon UO2 a U3O8.
Selil gaz
Menm jan an tou, ajoute 2.5% a 25% scandium nan pil alkali nikèl ap ogmante lavi sèvis yo.
Elvaj agrikòl
Nan agrikilti, grenn tankou mayi, bètrav, pwa, ble ak tounsòl ka trete ak silfat Scandium (konsantrasyon an se jeneralman 10-3 ~ 10-8mol / L, diferan plant pral gen diferan), ak efè aktyèl la nan fè pwomosyon jèminasyon. te reyalize. Apre 8 èdtan, pwa sèk nan rasin ak ti boujon ogmante pa 37% ak 78% respektivman konpare ak plant, men mekanis la toujou anba etid.
Soti nan atansyon Nielsen nan dèt la nan done mas atomik jodi a, scandium te antre nan vizyon moun yo pou sèlman yon santèn oswa ven ane, men li te prèske chita sou ban an pou yon santèn ane. Li pa t jis nan devlopman wòdpòte syans materyèl nan fen dènye syèk la ke li te pote vitalite nan li. Jodi a, eleman latè ra, ki gen ladan scandium, te vin zetwal cho nan syans materyèl, jwe wòl ki toujou chanje nan dè milye de sistèm, pote plis konvenyans nan lavi nou chak jou, ak kreye valè ekonomik ki se menm pi difisil pou mezire.
Tan pòs: Jun-29-2023