Skandyòm, ak senbòl eleman Sc ak nimewo atomik 21, li fasil pou fonn nan dlo, li ka kominike avèk dlo cho, epi li vin fonse fasilman nan lè a. Valans prensipal li se +3. Li souvan melanje avèk gadolinyòm, èrbyòm, ak lòt eleman, ak yon rannman ki ba ak yon kontni apeprè 0.0005% nan kwout la. Scandyòm souvan itilize pou fè vè espesyal ak alyaj lejè ki reziste tanperati ki wo.
Kounye a, rezèv pwouve eskandyòm nan mond lan se sèlman 2 milyon tòn, 90~95% ladan yo genyen nan boksit, fosforit ak minrè fè-titàn, ak yon ti pati nan iranyòm, toryòm, tengstèn ak minrè latè ra, sitou distribye nan Larisi, Lachin, Tadjikistan, Madagaska, Nòvèj ak lòt peyi yo. Lachin trè rich nan resous eskandyòm, ak gwo rezèv mineral ki gen rapò ak eskandyòm. Selon estatistik enkonplè, rezèv eskandyòm nan Lachin se anviwon 600000 tòn, ki genyen nan depo boksit ak fosforit, depo tengstèn venn porfiri ak kwatz nan sid Lachin, depo latè ra nan sid Lachin, depo minrè fè latè ra Bayan Obo nan Inner Mongolia, ak depo vanadyòm-titàn-mayetit Panzhihua nan Sichuan.
Akòz rarite eskandyòm, pri eskandyòm nan tou wo anpil, epi nan pik li, pri eskandyòm nan te gonfle rive 10 fwa pri lò a. Malgre pri eskandyòm nan te bese, li toujou kat fwa pri lò a!
Dekouvri Istwa
An 1869, Mendeleev te remake yon diferans nan mas atomik ant kalsyòm (40) ak titan (48), epi li te predi ke te genyen tou yon eleman mas atomik entèmedyè ki poko dekouvri la a. Li te predi ke oksid li se X ₂ O Å. Lars Frederik Nilson nan Inivèsite Uppsala nan Syèd te dekouvri eskandyòm an 1879. Li te ekstrè li nan min lò nwa ki ra a, yon minrè konplèks ki gen 8 kalite oksid metal. Li te ekstrèOksid èrbyòm(III)soti nan minrè lò nwa ki ra, epi yo te jwenn liOksid Yterbium(III)soti nan oksid sa a, epi gen yon lòt oksid ki soti nan yon eleman ki pi lejè, ki gen spectre montre ke li se yon metal enkoni. Sa a se metal Mendeleev te predi a, ki gen oksid la seSc₂O₃Yo te pwodui metal eskandyòm nan li menm apati deKlori eskandyòmpa fizyon elektwolitik an 1937.
Mendeleev
Konfigirasyon elektwon
Konfigirasyon elektwon: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Eskandyòm se yon metal tranzisyon mou, blan, koulè ajan, ki gen yon pwen fizyon 1541 ℃ ak yon pwen ebulisyon 2831 ℃.
Pandan yon bon bout tan apre dekouvèt li, yo pa t demontre itilizasyon eskandyòm akòz difikilte li nan pwodiksyon. Avèk amelyorasyon k ap ogmante nan metòd separasyon eleman latè ra yo, kounye a gen yon pwosesis ki byen devlope pou pirifye konpoze eskandyòm yo. Paske eskandyòm mwens alkalin pase itriyòm ak lantanid, idroksid la se pi fèb la, kidonk mineral melanje eleman latè ra ki gen eskandyòm nan pral separe de eleman latè ra a pa metòd "presipitasyon etap pa etap" lè idroksid Eskandyòm(III) trete ak amonyak apre yo fin transfere li nan solisyon. Lòt metòd la se separe nitrat Eskandyòm pa dekonpozisyon polè nitrat la. Paske nitrat eskandyòm se pi fasil pou dekonpoze, eskandyòm ka separe. Anplis de sa, rekiperasyon konplè eskandyòm ki akonpaye l nan iranyòm, toryòm, tengstèn, eten ak lòt depo mineral se yon sous eskandyòm enpòtan tou.
Apre yo fin jwenn yon konpoze eskandyòm pi, yo konvèti l an ScCl Å epi yo fonn li ansanm ak KCl ak LiCl. Yo itilize zenk fonn lan kòm katod pou elektwoliz, sa ki lakòz eskandyòm presipite sou elektwòd zenk lan. Apre sa, yo evapore zenk la pou jwenn eskandyòm metalik. Sa a se yon metal blan ajan lejè ak pwopriyete chimik trè aktif, ki ka reyaji avèk dlo cho pou jenere gaz idwojèn. Kidonk, yo sele eskandyòm metalik ou wè nan foto a nan yon boutèy epi pwoteje l avèk gaz agon, sinon eskandyòm ap byen vit fòme yon kouch oksid jòn fonse oswa gri, pèdi ekla metalik briyan li.
Aplikasyon yo
Endistri ekleraj
Itilizasyon eskandyòm yo konsantre nan direksyon ki trè klere, epi li pa egzajerasyon pou nou rele l Pitit Limyè a. Premye zam majik eskandyòm nan rele lanp eskandyòm sodyòm, ki ka itilize pou pote limyè nan plizyè milye kay. Sa a se yon limyè elektrik alid metalik: anpoul la ranpli ak iyodid sodyòm ak triyodid eskandyòm, epi yo ajoute eskandyòm ak papye sodyòm an menm tan. Pandan yon egzeyat wo vòltaj, iyon eskandyòm yo ak iyon sodyòm yo emèt limyè nan longèdonn emisyon karakteristik yo respektivman. Liy espektral sodyòm yo se 589.0 ak 589.6 nm, de limyè jòn pi popilè, alòske liy espektral eskandyòm yo se 361.3 ~ 424.7 nm, yon seri emisyon limyè iltravyolèt ak ble. Paske yo konplete youn lòt, koulè limyè jeneral ki pwodui a se limyè blan. Se jisteman paske lanp sodyòm eskandyòm yo gen karakteristik efikasite lumineux segondè, bon koulè limyè, ekonomize enèji, lavi sèvis long, ak kapasite kraze bwouya fò, yo ka lajman itilize pou kamera televizyon, plas piblik, estad espòtif, ak ekleraj wout, epi yo rekonèt kòm sous limyè twazyèm jenerasyon an. Nan Lachin, kalite lanp sa a piti piti ap pwomouvwa kòm yon nouvo teknoloji, alòske nan kèk peyi devlope, kalite lanp sa a te lajman itilize depi nan kòmansman ane 1980 yo.
Dezyèm zam majik eskandyòm nan se selil fotovoltaik solè yo, ki ka kolekte limyè ki gaye sou tè a epi transfòme l an elektrisite pou fè sosyete imen an mache. Eskandyòm se pi bon metal baryè nan selil solè metal izolan semi-kondiktè silikon ak selil solè.
Twazyèm zam majik li a rele sous reyon γ A. Zam majik sa a ka klere byen klere poukont li, men kalite limyè sa a pa ka resevwa pa je a toutouni, li se yon koule foton ki gen anpil enèji. Anjeneral, nou ekstrè 45Sc nan mineral yo, ki se sèl izotòp natirèl eskandyòm. Chak nwayo 45Sc gen 21 pwoton ak 24 netwon. 46Sc, yon izotòp radyoaktif atifisyèl, ka itilize kòm sous radyasyon γ oswa atòm trasè kapab itilize tou pou radyoterapi timè malfezan. Genyen tou aplikasyon tankou lazè grenat yttrium gallium scandium.Fliyò eskandyòmFib optik enfrawouj an vè, ak tib reyon katod ki kouvri ak eskandyòm nan televizyon. Sanble eskandyòm fèt ak klète.
Endistri alyaj
Yo itilize eskandyòm nan fòm elemantè li anpil pou dope alyaj aliminyòm. Depi yo ajoute kèk milyèm eskandyòm nan aliminyòm, yon nouvo faz Al3Sc ap fòme, ki pral jwe yon wòl metamòfis nan alyaj aliminyòm nan epi ki pral chanje estrikti ak pwopriyete alyaj la anpil. Ajoute 0.2% ~ 0.4% Sc (ki vrèman menm jan ak pwopòsyon ajoute sèl nan legim fri lakay ou, se sèlman yon ti kras ki nesesè) ka ogmante tanperati rekristalizasyon alyaj la pa 150-200 ℃, epi amelyore anpil rezistans tanperati ki wo, estabilite estriktirèl, pèfòmans soude, ak rezistans korozyon. Li kapab tou evite fenomèn frajilizasyon ki fasil rive pandan travay alontèm nan tanperati ki wo. Alyaj aliminyòm ki gen gwo rezistans ak gwo dite, nouvo alyaj aliminyòm soude ki reziste korozyon ki gen gwo rezistans, nouvo alyaj aliminyòm ki reziste tanperati ki wo, alyaj aliminyòm ki reziste iradyasyon netwon ki gen gwo rezistans, elatriye, gen kandida devlopman trè atiran nan ayewospasyal, avyasyon, bato, reaktè nikleyè, machin lejè ak tren gwo vitès.
Eskandyòm se yon ekselan modifikatè pou fè tou, epi yon ti kantite eskandyòm ka amelyore anpil fòs ak dite fè fonn. Anplis de sa, eskandyòm kapab itilize tou kòm yon aditif pou alyaj tengstèn ak chromium ki reziste tanperati ki wo. Natirèlman, anplis fè rad maryaj pou lòt moun, eskandyòm gen yon pwen fizyon ki wo epi dansite li sanble ak aliminyòm, epi li itilize tou nan alyaj lejè ki gen pwen fizyon ki wo tankou alyaj eskandyòm Titàn ak alyaj eskandyòm mayezyòm. Sepandan, akòz pri ki wo li, jeneralman li sèlman itilize nan endistri fabrikasyon wo nivo tankou navèt espasyal ak fize.
Materyèl seramik
Jeneralman, yo itilize eskandyòm, yon sibstans endividyèl, nan alyaj, epi oksid li yo jwe yon wòl enpòtan nan materyèl seramik yo menm jan an tou. Materyèl seramik zirkonya tetragonal la, ki ka itilize kòm yon materyèl elektwòd pou pil konbistib oksid solid, gen yon pwopriyete inik kote konduktivite elektwolit sa a ogmante ak ogmantasyon tanperati ak konsantrasyon oksijèn nan anviwònman an. Sepandan, estrikti kristal materyèl seramik sa a li menm pa ka egziste yon fason ki estab e li pa gen okenn valè endistriyèl; Li nesesè pou dope kèk sibstans ki ka ranje estrikti sa a pou kenbe pwopriyete orijinal li yo. Ajoute 6 ~ 10% oksid eskandyòm se tankou yon estrikti beton, kidonk zirkonya ka estabilize sou yon rezo kare.
Genyen tou materyèl seramik jeni tankou nitrid silikon ki gen gwo fòs ak rezistans tanperati ki wo kòm dansifikatè ak estabilizatè.
Kòm yon dansifikatè,Oksid eskandyòmLi ka fòme yon faz refraktè Sc2Si2O7 nan kwen patikil amann yo, kidonk li diminye defòmasyon seramik jeni yo nan tanperati ki wo. Konpare ak lòt oksid, li ka pi byen amelyore pwopriyete mekanik nitrid Silisyòm nan tanperati ki wo.
Chimi katalitik
Nan jeni chimik, yo souvan itilize eskandyòm kòm yon katalis, alòske Sc2O3 ka itilize pou dezidratasyon ak dezoksidasyon etanòl oswa izopropanòl, dekonpozisyon asid asetik, ak pwodiksyon etilèn apati CO ak H2. Katalis Pt Al ki gen Sc2O3 la se yon katalis enpòtan tou pou pirifikasyon idrojenasyon lwil lou ak pwosesis rafinman nan endistri petwochimik la. Nan reyaksyon krak katalitik tankou Cumene, aktivite katalis zeolit Sc-Y la 1000 fwa pi wo pase sa katalis silikat aliminyòm lan; Konpare ak kèk katalis tradisyonèl yo, pèspektiv devlopman katalis eskandyòm yo pral trè briyan.
Endistri enèji nikleyè
Ajoute yon ti kantite Sc2O3 nan UO2 nan konbistib nikleyè reaktè tanperati ki wo ka evite transfòmasyon rezo, ogmantasyon volim, ak fann ki koze pa konvèsyon UO2 an U3O8.
Pil gaz
Menm jan an tou, ajoute 2.5% a 25% eskandiyòm nan pil nikèl alkali ap ogmante lavi sèvis yo.
Elvaj agrikòl
Nan agrikilti, grenn tankou mayi, bètrav, pwa, ble ak tounsòl ka trete ak silfat eskandyòm (konsantrasyon an jeneralman se 10-3 ~ 10-8 mol/L, diferan plant yo ap genyen diferan), epi efè reyèl pou ankouraje jèminasyon an te reyalize. Apre 8 èdtan, pwa sèk rasin yo ak boujon yo te ogmante respektivman pa 37% ak 78% konpare ak plantules yo, men mekanis lan toujou anba etid.
Depi atansyon Nielsen te bay sou dèt done mas atomik yo rive jodi a, eskandyòm te antre nan vizyon moun sèlman pou san oswa ven ane, men li te prèske chita sou ban an pandan san ane. Se pa t jiskaske devlopman vigoureux syans materyèl nan fen syèk pase a ke li te pote vitalite ba li. Jodi a, eleman latè ra yo, tankou eskandyòm, yo vin zetwal cho nan syans materyèl, yo jwe wòl ki toujou ap chanje nan plizyè milye sistèm, yo pote plis konvenyans nan lavi nou chak jou, epi yo kreye valè ekonomik ki pi difisil pou mezire.
Dat piblikasyon: 29 jen 2023