Scandium, mei elemint symboal Sc en atoomnûmer fan 21, is maklik oplosber yn wetter, kin ynteraksje mei hyt wetter, en maklik tsjusterder yn 'e loft. Syn wichtichste wearde is +3. It wurdt faak mongen mei gadolinium, erbium en oare eleminten, mei in lege opbringst en in ynhâld fan likernôch 0,0005% yn 'e krust. Scandium wurdt faak brûkt foar it meitsjen fan spesjaal glês en lichtgewicht hege-temperatuer alloys.
Op it stuit binne de bewezen reserves fan skandium yn 'e wrâld mar 2 miljoen ton, wêrfan 90 ~ 95% binne befette yn Bauxite, fosforyt en izeren titaniumertsen, en in lyts part yn uranium, thorium, wolfraam en seldsume iertsen, benammen ferspraat yn Ruslân, Sina, Tadzjikistan, Madagaskar, Noarwegen en oare lannen. Sina is tige ryk oan skandiumboarnen, mei enoarme mineralreserves yn ferbân mei skandium. Neffens ûnfolsleine statistiken, de reserves fan scandium yn Sina binne oer 600000 ton, dy't binne befette yn Bauxite en phosphorite ôfsettings, porphyry en kwarts vein wolfraam ôfsettings yn Súd-Sina, seldsume ierde ôfsettings yn Súd-Sina, Bayan Obo seldsume ierde izererts ôfsettings yn Binnen Mongoalje, en Panzhihua vanadium titanium magnetyt deposit yn Sichuan.
Troch de krapte fan skandium is de priis fan skandium ek tige heech, en op syn hichtepunt waard de priis fan skandium opblaasd oant 10 kear de priis fan goud. Hoewol de priis fan skandium is fallen, is it noch fjouwer kear de priis fan goud!
Skiednis ûntdekke
Yn 1869 seach Mendeleev in gat yn atoommassa tusken kalsium (40) en titanium (48), en foarsei dat hjir ek in net ûntdutsen elemint fan 'e atoommassa wie. Hy foarsei dat it okside X ₂ O Å is. Scandium waard yn 1879 ûntdutsen troch Lars Frederik Nilson fan de Universiteit fan Uppsala yn Sweden. Hy helle it út 'e swarte seldsume goudmyn, in komplekse erts dat 8 soarten metaaloksiden befettet. Hy hat útpaktErbium(III) oksideút swart seldsum gouden erts, en krigenYtterbium(III)oxidefan dit okside, en der is in oar okside fan lichter elemint, waans spektrum lit sjen dat it is in ûnbekend metaal. Dit is it metaal foarsein troch Mendeleev, waans okside isSc₂O₃. It scandium metaal sels waard produsearre útScandium chloridetroch elektrolytysk smelten yn 1937.
Mendeleev
Elektronen konfiguraasje
Elektroanen konfiguraasje: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Scandium is in sêft, sulver wyt oergongsmetaal mei in rimpelpunt fan 1541 ℃ en in kôkpunt fan 2831 ℃.
Foar in flinke perioade fan tiid nei syn ûntdekking, it brûken fan scandium waard net oantoand fanwege syn swierrichheden yn produksje. Mei de tanimmende ferbettering fan metoaden foar skieding fan seldsume ierde-eleminten is d'r no in folwoeksen prosesstream foar it suverjen fan skandiumferbiningen. Om't scandium minder alkaline is as yttrium en Lanthanide, is it hydroxide it swakste, sadat it seldsume ierde elemint mingde mineraal dat scandium befettet sil skieden wurde fan it seldsume ierde elemint troch de metoade "stap delslach" as Scandium (III) hydroxide wurdt behannele mei ammoniak nei wurdt oerbrocht yn oplossing. De oare metoade is om Scandium nitraat te skieden troch Polar ûntbining fan nitraat. Om't scandium nitraat it maklikst te ûntbinen is, kin scandium skieden wurde. Derneist is it wiidweidige herstel fan begeliedend skandium út uranium, thorium, wolfraam, tin en oare minerale ôfsettings ek in wichtige boarne fan skandium.
Nei it krijen fan in suvere skandium-ferbining, wurdt it omset yn ScCl Å en gearsmelt mei KCl en LiCl. It smelte sink wurdt brûkt as de kathode foar elektrolyse, wêrtroch't skandium op 'e sinkelektrode útkomt. Dan wurdt it sink ferdampt om metallysk skandium te krijen. Dit is in lichtgewicht sulveren wyt metaal mei tige aktive gemyske eigenskippen, dat kin reagearje mei hyt wetter om wetterstofgas te generearjen. Dat it metalen skandium dat jo op 'e foto sjogge, is fersegele yn in fleske en beskerme mei argongas, oars sil it skandium fluch in donkere giele of grize oksidelaach foarmje, en syn glâns metallyske glâns ferliest.
Applikaasjes
Lighting yndustry
It gebrûk fan scandium is konsintrearre yn heul ljochte rjochtingen, en it is net in oerdriuwing om it de Soan fan Ljocht te neamen. De earste magyske wapen fan scandium hjit scandium natrium lamp, dat kin brûkt wurde om te bringen ljocht nei tûzenen húshâldens. Dit is in metaal halide Elektrysk ljocht: de gloeilamp is fol mei natrium iodide en Scandium triiodide, en scandium en natrium folie wurde tafoege tagelyk. Tidens heechspanningsûntlading stjoere skandiumionen en natriumionen respektivelik ljocht út fan har karakteristike emisjegolflingten. De spektrale linen fan natrium binne 589,0 en 589,6 nm, twa ferneamde giele ljochten, wylst de spektrale linen fan skandium 361,3 ~ 424,7 nm binne, in searje fan tichtby ultraviolet en blau ljochtemissies. Om't se inoar oanfolje, is de algemiene ljochtkleur produsearre wyt ljocht. It is krekt om't scandium natrium lampen hawwe de skaaimerken fan hege ljocht effisjinsje, goede ljocht kleur, enerzjybesparring, lange libbensdoer, en sterke mist breaking fermogen dat se kinne in soad brûkt wurde foar televyzje kamera's, pleinen, sportplakken, en dyk ferljochting, en binne bekend as de tredde generaasje ljocht boarnen. Yn Sina wurdt dit soarte lampe stadichoan befoardere as in nije technology, wylst yn guon ûntwikkele lannen dit soarte lampe al yn 'e iere jierren '80 in soad brûkt waard.
It twadde magyske wapen fan scandium is fotovoltaïske sinne-sellen, dy't it ljocht op 'e grûn kinne sammelje en it omsette yn elektrisiteit om de minsklike maatskippij te riden. Scandium is de bêste barriêre metaal yn metalen isolator semiconductor silisium sinnesellen en sinnesellen.
Syn tredde magyske wapen wurdt neamd γ A ray boarne, dit magyske wapen kin ljocht skine op himsels, mar dit soarte fan ljocht kin net ûntfongen wurde troch it bleate each, it is in hege-enerzjy foton stream. Wy meastal extract 45Sc út mineralen, dat is de ienige natuerlike isotopen fan scandium. Elke 45Sc-kearn befettet 21 protoanen en 24 neutroanen. 46Sc, in keunstmjittige radioaktive isotoop, kin brûkt wurde as γ Stralingsboarnen as traceratomen kinne ek brûkt wurde foar radioterapy fan maligne tumors. D'r binne ek applikaasjes lykas yttrium gallium scandium granaatlaser,Scandium fluorideglês ynfraread Optical fiber, en scandium coated cathode ray tube op televyzje. It liket derop dat scandium wurdt berne mei helderheid.
Alloy yndustry
Scandium yn syn elemintêre foarm is in protte brûkt foar doping fan aluminiumlegeringen. Salang't in pear tûzensten fan scandium wurdt tafoege oan aluminium, in nije Al3Sc faze sil wurde foarme, dat sil spylje in Metamorphism rol yn aluminium alloy en meitsje de struktuer en eigenskippen fan de alloy signifikant feroarje. It tafoegjen fan 0,2% ~ 0,4% Sc (dat is echt te fergelykjen mei it oanpart fan it tafoegjen fan sâlt oan stir fried grienten thús, mar in bytsje is nedich) kin fergrutsje de herkristallisaasje temperatuer fan de alloy troch 150-200 ℃, en gâns ferbetterje hege - temperatuer sterkte, strukturele stabiliteit, welding prestaasjes, en corrosie ferset. It kin ek foarkomme dat it ferbrekken fenomeen dat is maklik foar te kommen by lange-termyn wurk by hege temperatueren. Hege sterkte en hege taaiens aluminium alloy, nije hege sterkte corrosie-resistant lasbare aluminium alloy, nije hege-temperatuer aluminium alloy, hege-sterkte neutron bestraling resistant aluminium alloy, ensfh, hawwe tige oantreklike ûntwikkeling perspektyf yn loftfeart, loftfeart, skippen, kearnreaktors, lichte auto's en hegesnelheidstreinen.
Scandium is ek in poerbêste modifier foar izer, en in lyts bedrach fan scandium kin gâns ferbetterje de sterkte en hurdens fan getten izer. Derneist kin scandium ek brûkt wurde as tafoeging foar wolfraam en chromiumlegeringen op hege temperatuer. Fansels, neist it meitsjen fan brulloft klean foar oaren, scandium hat in hege rimpelpunt en syn tichtens is fergelykber mei aluminium, en wurdt ek brûkt yn hege smeltpunt lichtgewicht alloys lykas scandium titanium alloy en scandium magnesium alloy. Troch syn hege priis wurdt it lykwols allinich brûkt yn hege einproduksjebedriuwen lykas romteferfier en raketten.
Keramyske materiaal
Scandium, ien stof, wurdt algemien brûkt yn alloys, en syn oksides spylje in wichtige rol yn keramyske materialen op in fergelykbere wize. De tetragonale zirconia keramyske materiaal, dat kin brûkt wurde as elektrodes materiaal foar bêst okside brânstof sellen, hat in unike eigenskip dêr't de conductivity fan dizze electrolyte nimt ta mei tanimmende temperatuer en soerstof konsintraasje yn 'e omjouwing. De kristalstruktuer fan dit keramyske materiaal sels kin lykwols net stabyl bestean en hat gjin yndustriële wearde; It is nedich om guon stoffen te dopen dy't dizze struktuer kinne reparearje om har oarspronklike eigenskippen te behâlden. It tafoegjen fan 6 ~ 10% Scandium okside is as in betonnen struktuer, sadat zirconia kin wurde stabilisearre op in fjouwerkante lattice.
D'r binne ek engineering keramyske materialen lykas hege sterkte en hege temperatuerbestindich silisiumnitride as densifiers en stabilisatoren.
As densifier,Scandium oksidekin foarmje in fjoerfaze Sc2Si2O7 oan 'e râne fan fyn dieltsjes, dus it ferminderjen fan de hege-temperatuer deformation fan engineering keramyk. Yn ferliking mei oare oksides kin it de meganyske eigenskippen fan silisiumnitride op hege temperatuer better ferbetterje.
Katalytyske skiekunde
Yn gemyske technyk wurdt scandium faak brûkt as katalysator, wylst Sc2O3 brûkt wurde kin foar dehydratisaasje en deoksidaasje fan ethanol of isopropanol, ûntbining fan acetic acid, en produksje fan ethylene út CO en H2. De Pt Al-katalysator dy't Sc2O3 befettet, is ek in wichtige katalysator foar suvering- en raffinaazjeprosessen foar swiere oaljehydrogenaasje yn 'e petrochemyske yndustry. Yn katalytyske kraken reaksjes lykas Cumene, de aktiviteit fan Sc-Y zeolite katalysator is 1000 kear heger as dy fan Aluminium silikaat katalysator; Yn ferliking mei guon tradisjonele katalysatoren sille de ûntwikkelingsperspektiven fan skandiumkatalysatoren heul helder wêze.
Nukleêre enerzjy yndustry
It tafoegjen fan in lyts bedrach fan Sc2O3 oan UO2 yn hege temperatuer reaktor kearnbrânstof kin mije lattice transformaasje, folume ferheging, en cracking feroarsake troch UO2 nei U3O8 konverzje.
Brânstofsel
Lykas, it tafoegjen fan 2,5% oant 25% skandium oan nikkelalkali-batterijen sil har libbensdoer ferheegje.
Agrarysk fokken
Yn 'e lânbou kinne sieden lykas mais, biet, earte, weet en sinneblom wurde behannele mei Scandium sulfate (de konsintraasje is oer it generaal 10-3 ~ 10-8mol / L, ferskillende planten sille hawwe oars), en it eigentlike effekt fan it befoarderjen fan kieming is berikt. Nei 8 oeren ferhege it droege gewicht fan woartels en knoppen mei respektivelik 37% en 78% yn ferliking mei seedlings, mar it meganisme is noch ûnder stúdzje.
Fan 'e oandacht fan Nielsen oan' e skuld fan gegevens fan 'e Atoommassa oant hjoed de dei, is scandium allinich hûndert of tweintich jier yn' e fisy fan 'e minsken ynfierd, mar it hat hast hûndert jier op' e bank sitten. It wie net oant de krêftige ûntwikkeling fan materiaal wittenskip yn 'e lette foarige ieu dat it brocht fitaliteit oan him. Tsjintwurdich binne seldsume ierde-eleminten, ynklusyf skandium, hjitte stjerren wurden yn materiaalwittenskip, spielje hieltyd feroarjende rollen yn tûzenen systemen, bringe ús libben elke dei mear gemak en meitsje ekonomyske wearde dy't noch dreger te mjitten is.
Post tiid: Jun-29-2023