Skandijum, sa simbolom elemenata SC i Atomski broj 21, lako je rastvovan u vodi, može komunicirati s toplom vodom, a u zraku se lako potamni. Njegova glavna valencija je + 3. Često se miješa sa gadolinijum, erbijumom i drugim elementima, sa niskim prinosom i sadržajem od približno 0.0005% u koru. Scandium se često koristi za pravljenje posebnih stakla i laganih legura visoke temperature.
Trenutno su dokazane rezerve skandiuma u svijetu samo 2 milijuna tona, od kojih se 90 ~ 95% sadržava u boksitu, fosforitu i željeznim titanijskim rudama, te malim dijelom u uranijumu, torijumu, volfram i rijetkim zemljanim rudama, koji se uglavnom distribuira u Rusiji, Kini i drugim zemljama. Kina je veoma bogata resursima skangindije, s ogromnim mineralnim rezervama vezanim za skandijum. Prema nepotpunoj statistici, rezerve skandiuma u Kini su oko 600000 tona, koje su sadržane u depozitima boksita, porfira i kvarcnih vena u zemlji u južnoj Kini, depozit za zemaljsku karošu u unutrašnjoj Mongoliji, a depozit za magnetit u unutrašnjoj mongoliji, a depozit za magnetit Panzhihua vanadijum u sichuan-u.
Zbog oskudicije skandiuma, cijena skandiuma je takođe vrlo visoka, a na vrhu je cijena skandija napunjena na 10 puta veća od cijene zlata. Iako je cijena skandiuma pala, još uvijek je četiri puta veća od cijene zlata!
Otkrivanje istorije
1869. godine Mendeleev je primijetio jaz u atomskoj masi između kalcijuma (40) i titanijuma (48), a predviđa da je ovdje bilo neotkrivenog srednjeg atomskog masovnog elementa. Predviđao je da je njegov oksid x ₂ o å. Scandium je otkrio 1879. godine Lars Frederik Nilson Univerziteta Uppsala u Švedskoj. Izdvojio ga je iz crnoj rijetkog rudnika zlata, složene rude koja sadrži 8 vrsta metalnih oksida. Izdvojio jeErbium (III) oksidod crne rijetke zlatne rude i dobiveneYtterbium (iii) oksidIz ovog oksida, a tu je i drugi oksid svjetlije elementa, čiji spektar pokazuje da je to nepoznati metal. Ovo je metal koji je predvidio mendeleev, čiji je oksidSc₂o₃. Sam sama skandijum metal proizveden je izScandium hloridelektrolitičkom topljenjem 1937. godine.
Mendeleev
Elektronska konfiguracija
Konfiguracija elektrona: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Scandium je mekan, srebrni bijeli prijelaz metala sa talištem od 1541 ℃ i tački ključanja od 2831 ℃.
U znatnom periodu nakon otkrića, upotreba skandiuma nije bila demonstrirana zbog poteškoće u proizvodnji. Uz sve veće poboljšanje retkih metoda odvajanja zemlje Zemlje, sada postoji zreli protok procesa za pročišćavanje skandijeg spojeva. Budući da je skandijum manja od ytrijuma i lantanida, hidroksid je najslabiji, pa će se retki element zemljane mineral sadrže skandijum "Korak oborina" kada se hidroksidom skandiuma (iii) tretira amonijakom nakon premještanja u rješenje. Druga metoda je za odvajanje skandije nitrata po Polarnom raspadanjem nitrata. Budući da je skandijum nitrat najlakše za raspadati, skandijum se može razdvojiti. Pored toga, sveobuhvatan oporavak pratećeg skandija iz uranijuma, torija, volframa, limenki i drugih mineralnih ležišta takođe je važan izvor skandiuma.
Nakon dobijanja čistog sapuna skandium, pretvara se u SCCL Å i Copite se KCL i licl. Rastopni cink koristi se kao katoda za elektrolizu, uzrokujući da se skandium taloži na cink elektrodi. Zatim se cink ispari da bi se dobio metalni skandijum. Ovo je lagani srebrni bijeli metal s vrlo aktivnim hemijskim svojstvima, koji mogu reagirati s toplom vodom za generiranje vodoniknog plina. Dakle, metalni skandium koji vidite na slici zapečaćen je u bočici i zaštićen argonskim plinom, u protivnom će skandijum brzo formirati tamno žuti ili sivi oksidni lajk, izgubivši svoj sjajni metalni sjaj.
Aplikacije
Rasvjetna industrija
Upotreba skandiuma koncentrirana su u vrlo svijetlim smjerovima, a nije pretjerivanje da ga nazovete sinu svjetlosti. Prvo čarobno oružje skandiuma naziva se Scandium natrijum lampa, koja se može koristiti za donošenje svjetla na hiljade domaćinstava. Ovo je metalno halogeno električno svjetlo: sijalica je ispunjena natrijum-jodidom i skandijum triodidom, a skandijum i natrijum folija u isto vrijeme. Tijekom visokonaponskog pražnjenja, skandijum iona i soona natrijuma, odnosno emitiraju svjetlost svojih karakterističnih valnih duljina emisija. Spektralne linije natrijuma su 589,0 i 589,6 nm, dva poznata žuta svjetla, dok su spektralne linije skandiuma 361,3 ~ 424,7 Nm, serija u blizini ultraljubičastih i plavih emisija. Budući da se međusobno nadopunjuju, cjelokupno proizvedeno svjetlo u boji je bijela svjetlost. To je upravo zato što Scandium natrijumske lampe imaju karakteristike visoko svjetlosne efikasnosti, dobrog svjetlosne boje, uštede energije, dugog radnog vijeća i jake sposobnosti za maglu, a mogu se široko koristiti za televizijske kamere, a trijem, sportove i sportaša, te su poznate kao svjetlosni izvori treće generacije. U Kini se ova vrsta lampe postepeno promovira kao nova tehnologija, dok je u nekim razvijenim zemljama ova vrsta lampe široko korištena već početkom 1980-ih.
Drugo čarobno oružje Scandiuma su solarne fotonaponske ćelije, koje mogu sakupljati svetlo raštrkane na zemlji i pretvoriti je u struju za vožnju ljudskog društva. Scandium je najbolji barijerski metal u metalnim izolatorima poluvodiča silikonske solarne ćelije i solarne ćelije.
Njegovo treće čarobno oružje naziva se γ Izvor zraka, ovo čarobno oružje može sijati jarvo, ali ovakvo svjetlo ne može primiti golim okom, to je visokoenergetski protok fotona. Obično izdvajamo 45sc iz minerala, što je jedini prirodni izotopi skandiuma. Svaka jezgra 45Sc sadrži 21 protone i 24 neutrona. 46SC, umjetni radioaktivni izotop, može se koristiti kao izvori za zračenje ili atomi tragača mogu se koristiti i za radioterapiju malignih tumora. Postoje i aplikacije poput YTtrium Gallium Scandium Garnet Laser,Scandium fluoridStaklena infracrvena optička vlakna i katoda s skangingom presvučenom katodom na televiziji. Čini se da se skandijum rodi sa svjetlinom.
Legura industrija
Scandium u svom elementarnom obliku široko se koristi za doping aluminijske legure. Sve dok se nekoliko hiljada skandiuma dodaje u aluminij, formirat će se nova AL3SC faza koja će igrati ulogu metamorfizma u aluminijumskom leguru i učiniti strukturu i svojstva legure značajno. Dodavanje 0,2% ~ 0,4% SC (što je zaista slično proporciji dodavanja soli kod kuće, može se povećati samo malo) može povećati temperaturu rekristalizacije legura za 150-200 ℃, te značajno poboljšati snagu, i konstrukcijsku stabilnost, performanse za zavarivanje i otpornost na koroziju. Također može izbjeći fenomen za brišu koji se lako pojavljuje tokom dugoročnog rada na visokim temperaturama. Visoka čvrstoća i veliku žilavost aluminijska legura, nova legura otporna na koroziju, nova aluminijska legura visoke čvrstoće, aluminijska legura itd., Itd., Imaju vrlo atraktivne razvojne perspektive u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, lakim vozilima i vozovima velike brzine.
Scandium je takođe odličan modifikator za gvožđe, a mala količina skandiuma može značajno poboljšati snagu i tvrdoću livenog željeza. Pored toga, skandijum se može koristiti i kao aditiv za visokotemperaturne volfram i legure hroma. Naravno, pored pravljenja vjenčane odjeće za druge, skandijum ima visoku talinu i njegova gustoća je slična aluminijumu, a koristi se i u visokim talištem lagane legure poput legura scandium od legure i skandijum magnezijuma. Međutim, zbog njegove visoke cijene, uglavnom se koristi samo u visokoj proizvodnoj industriji kao što su prostori i raketa.
Keramički materijal
Scandium, jedna supstanca, uglavnom se koristi u legurima, a njegovi oksidi igraju važnu ulogu u keramičkim materijalima na sličan način. Tetragonalni cirkonijski keramički materijal koji se može koristiti kao elektroda za čvrste oksidne ćelije, ima jedinstvenu imovinu u kojoj se provodljivost ove elektrolite povećava sa povećanjem temperature i koncentracije kisika u okolišu. Međutim, kristalna struktura ovog keramičkog materijala sama ne može postojati sloj i nema industrijsku vrijednost; Potrebno je dopirati neke tvari koje mogu riješiti ovu strukturu kako bi se održala izvorna svojstva. Dodavanje 6 ~ 10% skandijum oksid je poput betonske strukture, tako da se cirkonijska stabilizira na kvadratnu rešetku.
Tu su i inženjerski keramički materijali poput visokog čvrstoće i visokotemperatulični silikonski nitrid kao gužvari i stabilizatori.
Kao dezifikator,Scandium oksidmože formirati vatrostalnu fazu SC2SI2O7 na rubu sitnih čestica, smanjujući na taj način smanjenje deformacije visokoj temperaturi inženjerske keramike. U usporedbi s drugim oksidima, može bolje poboljšati mehanička svojstva silikonskih nitrida.
Katalitička hemija
U hemijskom inženjerstvu često se koristi kao katalizator, dok se SC2O3 može koristiti za dehidraciju i deoksidaciju etanola ili izopropanola, raspadanje sirćetne kiseline i proizvodnju etilena iz CO i H2. PT Al katalizator koji sadrži SC2O3 takođe je važan katalizator za teške procese pročišćavanja i preraspojavanja u naftu u petrohemijskoj industriji. Katalitičkim reakcijama, kao što su Cumene, aktivnost SC-Y zeolite katalizatora iznosi 1000 puta veća od aluminijumskog silikatnog katalizatora; U usporedbi s nekim tradicionalnim katalizatorima, razvojni izgledi za skandijum katalizatori bit će vrlo svijetao.
Industrija nuklearne energije
Dodavanje male količine SC2O3 do UO2 u nuklearnom gorivu na visokotemperaturnom reaktoru može izbjeći rešetka transformaciju, povećanje volumena i pucanje uzrokovano UO2 do UO2 do U3O8 konverzije.
Gorivna ćelija
Slično tome, dodavanje 2,5% do 25% skandij do nikl alkalnih baterija povećaće svoj radni vijek.
Poljoprivredno uzgoj
U poljoprivredi, sjemenke poput kukuruza, repe, graška, pšenice i suncokreta mogu se tretirati sa Scandium sulfatom (koncentracija je općenito 10-3 ~ 10-8mol / l, različite biljke će imati različite), a postignut je stvarni učinak promocije klijanja. Nakon 8 sati, suha težina korijena i pupoljaka povećana je za 37%, a 78% u usporedbi s sadnicama, ali mehanizam je još uvijek u studiji.
Od Nielsenove pažnje na dug podataka atomskih masovnih podataka danas, Scandium je ušao u viziju ljudi samo stotinu ili dvadeset godina, ali gotovo je sjedila na klupu već stotinu godina. Tek nije bilo snažnog razvoja materijalne nauke u krajem prošlog veka da mu je donijelo vitalnost. Danas su rijetki zemljani elementi, uključujući skandijum, postali vruće zvijezde u nauci o materijalima, svirajući sve promjene uloga u hiljadama sustava, što svakodnevno dovode do pogodnosti našim životima i stvarajući ekonomsku vrijednost koja je još teže mjeriti.
Vrijeme post: jun-29-2023