SКандиум, со симбол на елементите SC и атомски број 21, лесно се растворува во вода, може да комуницира со топла вода и лесно се затемнува во воздухот. Неговата главна валентност е+3. Честопати се меша со гадолиниум, ербиум и други елементи, со низок принос и содржина од приближно 0,0005% во кората. Скандиумот често се користи за да се направат специјални стакло и лесни легури со висока температура.
Во моментов, докажаните резерви на скандиум во светот се само 2 милиони тони, од кои 90 ~ 95% се содржани во руди од боксит, фосфорит и железо титаниум, и мал дел во ураниум, ториум, волфрам и ретки руди на земја, главно дистрибуирани во Русија, Кина, Таџикистан, Мадагасарк, и други земји. Кина е многу богата со скандиумски ресурси, со огромни минерални резерви поврзани со скандиумот. Според нецелосните статистики, резервите на скандиум во Кина се околу 600000 тони, кои се содржани во боксит и фосфоритни наоѓалишта, порфири и кварцни вени на туенфстен наслаги во Јужна Кина, ретки депозити на Земјата во Јужна Кина, Бајан Обо ретки земјотреси од железо, во внатрешна монголија, и панелзхихуа ваниум магнетски манитим во депозити.
Поради недостигот на скандиум, цената на скандиумот е исто така многу висока, а на својот врв, цената на скандиумот беше надуена до 10 пати поголема од цената на златото. Иако цената на скандиумот падна, сепак е четири пати поголема од цената на златото!
Откривање на историјата
Во 1869 г. Тој предвиде дека неговиот оксид е x ₂ o. Скандиум е откриен во 1879 година од Ларс Фредерик Нилсон од универзитетот Упсала во Шведска. Тој го извлече од црниот рудник за ретко злато, сложена руда која содржи 8 типа метални оксиди. Тој извлечеЕрбиум (III) оксидод црна ретка златна руда и добиенаYtterbium (III) оксидОд овој оксид, и има уште еден оксид на полесен елемент, чиј спектар покажува дека е непознат метал. Ова е металот што го предвидува Менделеев, чиј оксид еSc₂o₃. Самиот скандиумски метал беше произведен одСкандиум хлоридсо електролитичко топење во 1937 година.
Менделеев
Конфигурација на електрони
Конфигурација на електрони: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Скандиумот е мек, сребрен бел транзициски метал со точка на топење од 1541 ℃ и точка на вриење од 2831.
За значителен временски период по неговото откритие, употребата на скандиум не беше демонстрирана заради неговата тешкотија во производството. Со зголеменото подобрување на ретките методи за раздвојување на елементите на Земјата, сега постои зрел проток на процес за прочистување на соединенијата на скандиум. Бидејќи скандиумот е помалку алкален од yttrium и лантанид, хидроксидот е најслаб, така што реткиот елемент на елементот мешан минерал што содржи скандиум ќе биде одвоен од реткиот елемент на Земјата со метод „чекор врнежи од врнежи“ кога скандиумот (III) хидроксид се третира со амонијак откако ќе се пренесе во раствор. Другиот метод е да се оддели скандиумскиот нитрат со поларно распаѓање на нитратот. Бидејќи скандиум нитратот е најлесен за распаѓање, скандиумот може да се одвои. Покрај тоа, сеопфатното закрепнување на придружниот скандиум од ураниум, ториум, волфрам, калај и други минерални наоѓалишта е исто така важен извор на скандиум.
По добивањето на чисто скандиумско соединение, се претвора во SCCL Å и Co се стопи со KCl и LICL. Стопениот цинк се користи како катода за електролиза, предизвикувајќи скандиум да се таложи на електродата на цинк. Потоа, цинк се испарува за да се добие металик скандиум. Ова е лесен сребрен бел метал со многу активни хемиски својства, кои можат да реагираат со топла вода за да генерираат водороден гас. Значи, металниот скандиум што го гледате на сликата е запечатен во шише и заштитено со аргон гас, инаку скандиумот брзо ќе формира темно жолт или сив оксиден слој, губејќи го својот сјаен метален сјај.
Апликации
Индустрија за осветлување
Употребата на скандиумот се концентрирани во многу светли насоки, и не е претерување да го наречеме син на светлина. Првото магично оружје на скандиумот се нарекува Скандиум натриум ламба, која може да се искористи за да се донесе светлина на илјадници домаќинства. Ова е метална халидна електрична светлина: сијалицата е исполнета со натриум јодид и скандиум триодид, а скандиум и натриум фолија се додаваат во исто време. За време на празнење со висок напон, јони на скандиум и јони на натриум соодветно испуштаат светлина на нивните карактеристични бранови должини на емисијата. Спектралните линии на натриум се 589,0 и 589,6 nm, две познати жолти светла, додека спектралните линии на скандиумот се 361,3 ~ 424,7 nm, серија на емисии во близина на ултравиолетова и сина светлина. Бидејќи тие се надополнуваат едни со други, целокупната произведена светлина е бела светлина. Точно е затоа што скандиумските натриумски ламби имаат карактеристики на висока светлечка ефикасност, добра светлина во боја, заштеда на електрична енергија, долг животен век и силна способност за кршење на маглата што можат да се користат за телевизиски камери, квадрати, спортски места и осветлување на патот и се познати како трети генерации извори на светлина. Во Кина, овој вид ламба постепено се промовира како нова технологија, додека во некои развиени земји, овој вид ламба беше широко користена уште во раните 80 -ти.
Второто магично оружје на скандиумот е соларни фотоволтаични клетки, кои можат да ја соберат светлината расфрлана на земја и да ја претворат во електрична енергија за да го водат човечкото општество. Скандиумот е најдобриот бариера метал во метални изолатор полупроводници Силиконски соларни ќелии и соларни ќелии.
Неговото трето магично оружје се нарекува γ извор на зраци, ова магично оружје може да блесне светло самостојно, но овој вид на светлина не може да ја добие голо око, тоа е проток на фотони со висока енергија. Обично извлекуваме 45SC од минерали, што е единствениот природен изотопи на скандиум. Секое јадро од 45 секунди содржи 21 протони и 24 неутрони. 46SC, вештачки радиоактивен изотоп, може да се користи како γ извори на зрачење или атоми на трагач може да се користи и за радиотерапија на малигни тумори. Исто така, постојат апликации како yttrium gallium scandium garnet ласер,Скандиум флуоридстаклени инфрацрвени оптички влакна и скандиум обложена катода зрачна цевка на телевизија. Се чини дека скандиумот е роден со осветленост.
Алуминиумска индустрија
Скандиумот во својата елементарна форма е широко користен за легури на алуминиум. Сè додека неколку илјадити скандиум се додаваат на алуминиум, ќе се формира нова фаза AL3SC, која ќе игра улога на метаморфизам во алуминиумската легура и значително ќе ја направи структурата и својствата на промената на легурата. Додавање 0,2% ~ 0,4% SC (што е навистина слично на процентот на додавање сол за мешање на пржениот зеленчук дома, само малку е потребно) може да ја зголеми температурата на рекристализација на легурата за 150-200 ℃ и значително да ја подобри силата на висока температура, структурната стабилност, перформансите на заварувањето и отпорот на корозијата. Исто така, може да го избегне феноменот на прегрнување што е лесно да се појави за време на долгорочната работа на високи температури. Алуминиумска легура со висока јачина и висока цврстина, нова алуминиумска легура со висока јачина на корозија, алуминиумска легура, нова алуминиумска алуминиумска алуминиум, алуминиумска алуминиумска алуминиум, итн.
Скандиумот е исто така одличен модификатор за железо, а мала количина на скандиум може значително да ја подобри јачината и цврстината на леано железо. Покрај тоа, скандиумот може да се користи и како додаток за легури на волфрам и хром на висока температура. Се разбира, покрај правењето венчаница за другите, Скандиум има висока точка на топење и неговата густина е слична на алуминиум, а исто така се користи во лесни легури на точката на топење, како што се легури на скандиум титаниум и легура на скандиум магнезиум. Како и да е, заради високата цена, генерално се користи само во индустријата за производство на високо ниво, како што се вселенски шатлови и ракети.
Керамички материјал
Скандиум, единствена супстанција, генерално се користи во легурите, а неговите оксиди играат важна улога во керамичките материјали на сличен начин. Тетрагоналниот керамички материјал цирконија, кој може да се користи како електрода материјал за цврсти оксидни горивни клетки, има уникатно својство каде спроводливоста на овој електролит се зголемува со зголемување на температурата и концентрацијата на кислород во околината. Сепак, кристалната структура на овој керамички материјал не може да постои стабилно и нема индустриска вредност; Неопходно е да се доживеат некои супстанции што можат да ја поправат оваа структура со цел да ги одржат неговите оригинални својства. Додавањето 6 ~ 10% скандиум оксид е како бетонска структура, така што цирконија може да се стабилизира на квадратна решетка.
Исто така, постојат инженерски керамички материјали како што се силиконски нитрид со висока јачина и висока температура како густини и стабилизатори.
Како густител,Скандиум оксидможе да формира огноотпорна фаза SC2SI2O7 на работ на фините честички, со што се намалува деформацијата на висока температура на инженерската керамика. Во споредба со другите оксиди, може подобро да ги подобри механичките својства на висока температура на силиконски нитрид.
Каталитичка хемија
Во хемиското инженерство, скандиумот често се користи како катализатор, додека SC2O3 може да се користи за дехидрација и деоксидација на етанол или изопропанол, распаѓање на оцетна киселина и производство на етилен од CO и H2. Катализаторот PT Al што содржи SC2O3 е исто така важен катализатор за прочистување на хидрогенизација на силно нафта и процеси на рафинирање во петрохемиската индустрија. Кај каталитичките реакции на пукање, како што е куме, активноста на катализаторот SC-Y Zeolite е 1000 пати поголема од онаа на алуминиумскиот силикатен катализатор; Во споредба со некои традиционални катализатори, изгледите за развој на катандиумските катализатори ќе бидат многу светли.
Нуклеарна енергија индустрија
Додавањето мала количина на SC2O3 на UO2 во нуклеарно гориво со висока температура во реакторот може да избегне трансформација на решетките, зголемување на волуменот и пукање предизвикано од UO2 во конверзија на U3O8.
Горивна ќелија
Слично на тоа, додавањето 2,5% на 25% скандиум во батериите на алкали на Никел ќе го зголеми нивниот животен век.
Земјоделско размножување
Во земјоделството, семето како што се пченка, репка, грашок, пченица и сончоглед може да се третираат со скандиум сулфат (концентрацијата е генерално 10-3 ~ 10-8mol/L, различни растенија ќе имаат различни), а се постигна и реалниот ефект на промовирање на ртење. После 8 часа, сувата тежина на корените и пупките се зголеми за 37% и 78%, соодветно во споредба со садници, но механизмот сè уште е во студија.
Од вниманието на Нилсен кон долгот на податоците за атомска маса до денес, Скандиум влезе во визијата на луѓето само сто или дваесет години, но скоро седеше на клупата сто години. Не беше сè до енергичниот развој на материјалната наука кон крајот на минатиот век, тој му донесе виталност. Денес, ретките елементи на Земјата, вклучително и Скандиум, станаа жешки starsвезди во науката за материјали, играат постојано менување на улогите во илјадници системи, носат поголема погодност за нашите животи секој ден и создавање економска вредност што е уште потешко да се измери.
Време на објавување: јуни-29-2023