Sкандидат, з символом елемента SC та атомним числом 21, легко розчинний у воді, може взаємодіяти з гарячою водою і легко темніє у повітрі. Основна його валентність -+3. Він часто змішується з гадолінієм, ербієм та іншими елементами, з низьким врожаєм та вмістом приблизно 0,0005% у скористі. Скандій часто використовується для виготовлення спеціальних скляних та легких високотемпературних сплавів.
В даний час перевірені резерви скандуму у світі становлять лише 2 мільйони тонн, 90 ~ 95% з яких містяться в бокситі, фосфориті та залізних титанових рудах, а також невелика роль у урану, торію, вольфрамі та рідкісних земних рудах, в основному розподілених у Росії, Китаї, Таджікістані, Мадагаскарі, Норвей та інших країнах. Китай дуже багатий на ресурси скандію, з величезними мінеральними резервами, пов'язаними зі скандієм. Відповідно до неповної статистики, резерви скандії в Китаї становить близько 600000 тонн, які містяться в родовищах бокситу та фосфориту, порфірій та кварцових венах вольфрамових родовищ у Південному Китаї, рідкісні відкладення Землі в Південному Китаї, Рідкісний депозит Землі Обо в Внутрішній Монголію, та Панцжуа.
Через дефіцит скандію ціна скандію також дуже висока, і на піку ціна скандія була завищена до 10 разів перевищує ціну золота. Хоча ціна на скандію впала, вона все ще в чотири рази перевищує ціну золота!
Відкриття історії
У 1869 році Менделеєв помітив розрив в атомній масі між кальцієм (40) та титаном (48), і передбачив, що тут також був нерозкритий проміжний елемент атомної маси. Він передбачив, що його оксид - x ₂ o Å. Скандій був відкритий у 1879 році Ларсом Фредеріком Нілсоном з Уппсала у Швеції. Він витягнув його з чорної рідкісної золотої шахти, складної руди, яка містить 8 типів оксидів металів. Він витягнувОксид Erbium (iii)з чорної рідкісної золотої руди і отриманоОксид Ytterbium (iii)З цього оксиду, і є ще один оксид легшого елемента, спектр якого показує, що він невідомий метал. Це метал, передбачений Менделеєв, оксид якого єSc₂o₃. Сам метал скандію вироблявся зХлорид скандуЕлектролітичним плавленням у 1937 році.
Mendeleev
Конфігурація електронів
Конфігурація електронів: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Скандій - це м'який, сріблястий білий перехідний метал з температурою плавлення 1541 ℃ і точкою кипіння 2831 ℃.
Протягом значного періоду часу після його відкриття використання скандію не було продемонстровано через його труднощі у виробництві. Зі збільшенням вдосконалення методів поділу рідкісних елементів землі зараз існує зрілий процес очищення скандіумних сполук. Оскільки скандій менш лужний, ніж іттріум і лантанід, гідроксид є найслабшим, тому рідкісний мінеральний мінерал, що містить мінерал, що міститься, відокремлений від рідкісного земляного елемента методом «ступінчастого осадження» при переведенні скандію (III) гідроксидом після перенесення в розчин. Інший метод полягає у розділенні селітри сканду шляхом полярного розкладання нітратів. Оскільки селітри скандію є найпростішим для розкладання, скандій може бути відокремлений. Крім того, всебічне відновлення супутнього скандуму з урану, торію, вольфраму, олова та інших родовищ мінеральних речовин також є важливим джерелом скандії.
Отримавши чисту складку скандію, вона перетворюється на SCCL Å і Co розтануть за допомогою KCL та LICL. Розплавлений цинк використовується як катод для електролізу, внаслідок чого скандій осаджував на цинковому електроді. Потім цинк випаровується для отримання металевого скандію. Це легкий срібний білий метал з дуже активними хімічними властивостями, який може реагувати з гарячою водою для отримання газу водню. Таким чином, металевий скандій, який ви бачите на малюнку, герметизований у пляшці і захищена газом аргону, інакше скандій швидко утворить темно -жовтий або сірий оксид, втрачаючи блискучий металевий блиск.
Заявки
Освітлювальна промисловість
Використання скандії зосереджені в дуже яскравих напрямках, і не перебільшення називати його сином світла. Перша магічна зброя скандію називається лампою натрію скандію, яка може бути використана для проведення світла до тисяч домогосподарств. Це електричне світло галогенідного металу: лампочка наповнена йодидом натрію та трійодом скандіу, а одночасно додається скандій та фольга натрію. Під час високостільного розряду іони скандії та іони натрію відповідно випромінюють світло їх характерної довжини хвилі випромінювання. Спектральні лінії натрію - 589,0 та 589,6 нм, два відомі жовті світильники, тоді як спектральні лінії скандії - 361,3 ~ 424,7 нм, серія майже ультрафіолетових та синіх викидів світла. Оскільки вони доповнюють один одного, загальний світлий колір виробляється біле світло. Саме тому, що лампи натрію скандій мають характеристики високої світової ефективності, хорошого кольору світла, енергозбереження, тривалого життя обслуговування та сильної здатності до порушення туману, які вони можуть бути широко використовуватися для телевізійних камер, квадратів, спортивних майданчиків та освітлення доріг, і вони відомі як джерела світла третього покоління. У Китаї цей тип лампи поступово просувається як нова технологія, тоді як у деяких розвинених країнах цей тип лампи широко використовувався ще на початку 1980 -х.
Друга магічна зброя скандії - сонячні фотоелектричні клітини, які можуть зібрати світло, розкидане на землю, і перетворити його на електроенергію, щоб керувати людським суспільством. Скандій - найкращий бар'єрний метал у напівпровідникових сонячних клітинах металевого ізолятора та сонячних батарей.
Його третя магічна зброя називається γ-джерелом променів, ця магічна зброя може яскраво світити самостійно, але такий світ не може бути отриманий неозброєним оком, це високоенергетичний фотон. Зазвичай ми витягуємо 45SC з мінералів, що є єдиними природними ізотопами скандії. Кожне ядро 45SC містить 21 протони та 24 нейтрони. 46SC, штучний радіоактивний ізотоп, може використовуватися як γ -джерела випромінювання або атоми відстежувача, також можуть використовуватися для променевої терапії злоякісних пухлин. Також є такі додатки, як yttrium gallium scandium Gret Laser,Фтор -скандіюСкляне інфрачервоне оптичне волокно та катодна променева трубка з покриттям скандієм на телебаченні. Здається, що Скандій народжується з яскравістю.
Промисловість сплавів
Скандій у його елементарній формі широко використовується для допінг -алюмінієвих сплавів. Поки до алюмінію додається кілька тисячних скандів, буде сформована нова фаза AL3SC, яка буде відігравати роль метаморфізму в алюмінієвому сплаві та зробить структуру та властивості зміни сплаву. Додавання 0,2% ~ 0,4% SC (що дійсно схоже на частку додавання солі до смажених овочів вдома, лише трохи трохи трохи) може підвищити температуру перекристалізації сплаву на 150-200 ℃ та значно покращити високу температуру, структурну стабільність, продуктивність зварювання та стійкість до корозії. Це також може уникнути явища розгортання, яке легко статися під час тривалої роботи при високих температурах. Алюмінієвий сплав високої міцності та високої міцності, новий високоміцний корозійний алюмінієвий сплав із зварювальним алюмінією, алюмінієвий сплав високотемператури, алюмінієві сплави та ін., Мають дуже привабливі перспективи розвитку в аерокосмічному, авіаційному, кораблі, ядерних реакторів, легких транспортних засобів та високих швидкостях.
Скандій також є чудовим модифікатором для заліза, і невелика кількість скандії може значно покращити міцність і твердість чавуну. Крім того, скандій також може використовуватися як добавка для високотемпературних вольфрамів та хромових сплавів. Звичайно, крім того, щоб зробити весільний одяг для інших, Scandium має високу температуру плавлення, і його щільність схожа на алюміній, а також використовується у легких сплавах з високою плавленням, таких як сплав скандійного титану та сплав скандингу. Однак, завдяки високій ціні, вона, як правило, використовується лише у виробничих галузях високого класу, таких як космічні човни та ракети.
Керамічний матеріал
Скандій, єдина речовина, як правило, використовується в сплавах, і її оксиди відіграють важливу роль у керамічних матеріалах аналогічно. Тетрагональний керамічний матеріал цирконії, який може використовуватися як електродний матеріал для твердих оксидних паливних елементів, має унікальну властивість, де провідність цього електроліту збільшується зі збільшенням температури та концентрації кисню в навколишньому середовищі. Однак кристалічна структура цього керамічного матеріалу сама не може існувати стабільно і не має промислової цінності; Необхідно допувати деякі речовини, які можуть виправити цю структуру, щоб підтримувати свої початкові властивості. Додавання 6 ~ 10% оксиду сканду - це як бетонна структура, так що цирконія можна стабілізувати на квадратній решітці.
Існують також інженерні керамічні матеріали, такі як високоміцна та високотемпературна стійкість кремнію нітриду як у щілини та стабілізатори.
Як щільність,Оксид скандуможе утворювати рефрактерну фазу SC2SI2O7 на краю дрібних частинок, тим самим зменшуючи деформацію високої температури інженерної кераміки. Порівняно з іншими оксидами, це може краще покращити високотемпературні механічні властивості нітриду кремнію.
Каталітична хімія
У хімічній інженерії скандій часто використовується як каталізатор, тоді як SC2O3 може використовуватися для зневоднення та диксидування етанолу або ізопропанолу, розкладання оцтової кислоти та вироблення етилену з СО та Н2. Каталізатор PT Al, що містить SC2O3, також є важливим каталізатором для очищення та переробки нафтохімічної промисловості. У каталітичних реакціях розтріскування, таких як Кумен, активність каталізатора цеоліту SC-Y в 1000 разів більша, ніж у каталізатора алюмінієвого силікату; Порівняно з деякими традиційними каталізаторами, перспективи розвитку каталізаторів скандій будуть дуже яскравими.
Промисловість ядерної енергетики
Додавання невеликої кількості SC2O3 до UO2 у ядерному паливі високотемпературного реактора може уникнути перетворення решітки, збільшення об'єму та розтріскування, спричинених перетворенням U3O8 U3O8.
Паливний елемент
Аналогічно, додавання від 2,5% до 25% скандій до батарей з лужними нікелевими лужами збільшить термін служби.
Сільськогосподарське розведення
У сільському господарстві насіння, такі як кукурудза, буряк, горох, пшениця та соняшник, можна обробити сульфатом скандію (концентрація, як правило, 10-3 ~ 10-8mol/л, різні рослини матимуть різну), і фактичний ефект сприяння проростню досягається. Через 8 годин суха вага коренів та бутонів зросла на 37% та 78% відповідно порівняно зі розсади, але механізм все ще вивчається.
Від уваги Нільсена до боргу з атомно -масовими даними до сьогодні, Скандіум увійшов у бачення людей лише сто -двадцять років, але він майже сидів на лавці протягом ста років. Тільки до енергійного розвитку матеріалознавства наприкінці минулого століття це принесло йому життєву силу. Сьогодні рідкісні елементи Землі, включаючи скандій, стали гарячими зірками в матеріалозахисних науках, граючи постійно мінливі ролі в тисячах систем, щодня приносять більше зручності нашого життя та створюючи економічну цінність, яку ще складніше виміряти.
Час посади: 29-2023 червня