Skandidāts, ar elementu simbolu SC un atomu skaits 21 ir viegli šķīstošs ūdenī, var mijiedarboties ar karstu ūdeni un viegli aptumšot gaisā. Tās galvenā valence ir+3. To bieži sajauc ar gadolīniju, erbiju un citiem elementiem ar zemu ražu un apmēram 0,0005% saturu garozā. Skandiju bieži izmanto, lai izgatavotu īpašus stikla un vieglus augstas temperatūras sakausējumus.
Pašlaik pierādītās skandija rezerves pasaulē ir tikai 2 miljoni tonnu, 90 ~ 95% no tām atrodas boksīta, fosforīta un dzelzs titāna rūdās, un neliela daļa urānā, torijā, volframa un retzemju rūdas, kas galvenokārt izplatītas Krievijā, Ķīnā, Tajikistānā, Madagaskarā, Norway un citās valstīs. Ķīna ir ļoti bagāta ar skandija resursiem ar milzīgām minerālu rezervēm, kas saistītas ar skandiju. Saskaņā ar nepilnīgo statistiku, skandija rezerves Ķīnā ir apmēram 600000 tonnu, kas atrodas boksīta un fosforīta atradnēs, porfīrijas un kvarca vēnās volfrēšanas nogulšās Dienvidķīnā, retzemju atradnes Dienvidķīnā, Bayan Obo Ret Zemes dzelzs ore depozīta iekšējā mongolijā.
Skandija trūkuma dēļ skandija cena ir arī ļoti augsta, un tā maksimālā skandija cena tika paaugstināta līdz 10 reizes lielai zelta cenai. Lai arī skandija cena ir samazinājusies, tā joprojām ir četras reizes lielāka par zelta cenu!
Vēstures atklāšana
1869. gadā Mendeleevs pamanīja atomu masas spraugu starp kalciju (40) un titānu (48) un paredzēja, ka šeit ir arī neatklāts starpposma atomu masas elements. Viņš prognozēja, ka tā oksīds ir x ₂ o Å. Skandiju 1879. gadā atklāja Larss Frederiks Nilsons no Upsalas universitātes Zviedrijā. Viņš to ieguva no melnā retā zelta raktuves, kompleksa rūdas, kas satur 8 metālu oksīdu veidus. Viņš ir ieguvisErbium (iii) oksīdsno melnas retas zelta rūdas un iegūtaYtterbium (iii) oksīdsNo šī oksīda un ir vēl viens vieglāka elementa oksīds, kura spektrs parāda, ka tas ir nezināms metāls. Tas ir metāls, kuru prognozē Mendeleevs, kura oksīds irSc₂o₃Apvidū Pats skandija metāls tika ražots noSkandija hlorīdsar elektrolītisku kausēšanu 1937. gadā.
Mendejevs
Elektronu konfigurācija
Elektronu konfigurācija: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Skandijs ir mīksts, sudraba balts pārejas metāls ar kausēšanas punktu 1541 ℃ un viršanas temperatūru 2831 ℃.
Ievērojamu laika posmu pēc tā atklāšanas skandija izmantošana netika parādīta tā grūtību dēļ. Pieaugot retzemju elementu atdalīšanas metožu uzlabošanai, tagad ir nobrieduša procesa plūsma skandija savienojumu attīrīšanai. Tā kā skandijs ir mazāk sārmains nekā yttium un lantanīds, hidroksīds ir visvājākais, tāpēc retzemju elementa jauktais minerāls, kas satur skandiju, tiks atdalīts no retzemju elementa ar “pakāpienu nokrišņu” metodi, kad skandija (III) hidroksīds tiek apstrādāts ar amonjaku pēc tam, kad tas tiek pārnests šķīdumā. Otra metode ir atdalīt skandija nitrātu ar nitrāta polāro sadalīšanos. Tā kā skandija nitrātu ir visvieglāk sadalīt, skandiju var atdalīt. Turklāt svarīgs skandija avots ir arī visaptverošā skandija atveseļošanās no urāna, torija, volframa, alvas un citu minerālu atradņu.
Pēc tīra skandija savienojuma iegūšanas tas tiek pārveidots par SCCL Å un CO, kas izkusis ar KCL un LICL. Izkausēto cinku izmanto kā katodu elektrolīzei, izraisot skandiju, lai nogulsnētos uz cinka elektrodu. Pēc tam cinku iztvaicē, lai iegūtu metālisku skandiju. Tas ir viegls sudraba balts metāls ar ļoti aktīvām ķīmiskām īpašībām, kas var reaģēt ar karstu ūdeni, lai radītu ūdeņraža gāzi. Tātad attēlā redzamais metāla skandijs ir noslēgts pudelē un aizsargāts ar argona gāzi, pretējā gadījumā skandijs ātri veidos tumši dzeltenu vai pelēku oksīda slāni, zaudējot savu spīdīgo metālisko spīdumu.
Pieteikumi
Apgaismojuma nozare
Skandija lietojums ir koncentrēts ļoti spilgtos virzienos, un tas nav pārspīlējums, lai to dēvētu par gaismas dēlu. Pirmo skandija maģisko ieroci sauc par Scandium nātrija lampu, ko var izmantot, lai ienestu gaismu tūkstošiem mājsaimniecību. Šī ir metāla halogenīdu elektriskā gaisma: spuldzi ir piepildīta ar nātrija jodīdu un skandija trijodīdu, kā arī vienlaikus pievieno skandiju un nātrija foliju. Augstsprieguma izlādes laikā skandija joni un nātrija joni attiecīgi izstaro to raksturīgo emisijas viļņu garumu gaismu. Nātrija spektrālās līnijas ir 589,0 un 589,6 nm, divas slavenas dzeltenas gaismas, savukārt skandija spektrālās līnijas ir 361,3 ~ 424,7 nm, virkne gandrīz ultravioleto un zilās gaismas emisijas. Tā kā tie papildina viens otru, kopējā iegūtā gaismas krāsa ir balta gaisma. Tieši tāpēc, ka skandija nātrija lampām ir augstas gaismas efektivitātes, labas gaismas krāsas, enerģijas ietaupīšanas, ilga kalpošanas laika un spēcīgas miglas pārrāvuma spējas īpašības, kuras tās var plaši izmantot televīzijas kamerām, kvadrātiem, sporta vietām un ceļu apgaismojumam, un tās ir zināmas kā trešās paaudzes gaismas avoti. Ķīnā šāda veida lukturis pakāpeniski tiek reklamēts kā jauna tehnoloģija, savukārt dažās attīstītajās valstīs šāda veida lukturis tika plaši izmantots jau 80. gadu sākumā.
Otrais skandija maģiskais ierocis ir saules fotoelektriskās šūnas, kas var savākt gaismu, kas izkaisīta uz zemes un pārvērst to par elektrību, lai vadītu cilvēku sabiedrību. Skandijs ir labākais barjera metāls metāla izolatora pusvadītāju silīcija saules baterijās un saules baterijās.
Tās trešais burvju ierocis tiek saukts par γ par staru avotu, šis burvju ierocis var spoži spīdēt pats par sevi, bet šāda veida gaismu nevar saņemt ar neapbruņotu aci, tā ir augstas enerģijas fotonu plūsma. Mēs parasti ekstrahējam 45SC no minerāliem, kas ir vienīgie dabiskie skandija izotopi. Katrā 45SC kodolā ir 21 protons un 24 neitroni. 46SC, mākslīgo radioaktīvo izotopu, var izmantot kā γ starojuma avotus vai marķiera atomus var izmantot arī ļaundabīgu audzēju staru terapijai. Ir arī tādas lietojumprogrammas kā Yttium Gallium Scandium granāta lāzers,Skandija fluorīdsStikla infrasarkanā optiskā šķiedra un ar skandiju pārklāta katoda staru caurule televīzijā. Liekas, ka skandijs ir dzimis ar spilgtumu.
Sakausējuma nozare
Skandijs tā elementārajā formā ir plaši izmantots alumīnija sakausējumu dopingam. Kamēr alumīnijam pievieno dažas tūkstošdaļas skandija, tiks izveidota jauna AL3SC fāze, kurai būs metamorfisma loma alumīnija sakausējumā un radīs nozīmīgi sakausējuma struktūru un īpašības. Pievienojot 0,2% ~ 0,4% SC (kas ir patiešām līdzīga sāls pievienošanas proporcijai, lai mājās maisītu ceptus dārzeņus, ir nepieciešams tikai nedaudz) var palielināt sakausējuma pārkristalizācijas temperatūru par 150-200 ℃ un ievērojami uzlabot augstas temperatūras izturību, struktūras stabilitāti, metināšanas veiktspēju un korozijas pretestību. Tas var arī izvairīties no Emplitlement parādības, kas ir viegli rasties ilgtermiņa darba laikā augstā temperatūrā. Augstas izturības un augstas izturības alumīnija sakausējuma, jauns augstas izturības pret koroziju izturīgs metināts alumīnija sakausējums, jauns augstas temperatūras alumīnija sakausējums, augstas izturības neitronu apstarošanas izturīgi alumīnija sakausējuma utt., Ir ļoti pievilcīgas attīstības izredzes aviosfērā, aviācijā, kuģos, kodolreaktoros, gaismas transportlīdzekļos un augstākā mērā. Aviācija.
Skandijs ir arī lielisks dzelzs modifikators, un neliels daudzums skandija var ievērojami uzlabot čuguna izturību un cietību. Turklāt skandiju var izmantot arī kā piedevu volframa un hroma sakausējumiem ar augstu temperatūru. Protams, papildus kāzu drēbju izgatavošanai citiem, Scandium ir augsts kausēšanas punkts, un tā blīvums ir līdzīgs alumīnijam, un tas tiek izmantots arī ar augstu kušanas punktu vieglajiem sakausējumiem, piemēram, skandija titāna sakausējuma un skandija magnija sakausējuma. Tomēr augstās cenas dēļ to parasti izmanto tikai augstas klases ražošanas nozarēs, piemēram, kosmosa vilcienos un raķetēs.
Keramikas materiāls
Skandiju, vienu vielu, parasti lieto sakausējumos, un tā oksīdiem ir nozīmīga loma keramikas materiālos līdzīgā veidā. Tetragonālajam cirkonija keramikas materiālam, ko var izmantot kā elektrodu materiālu cietām oksīda kurināmā elementiem, ir unikāla īpašība, kurā šī elektrolīta vadītspēja palielinās, palielinoties temperatūrai un skābekļa koncentrācijai vidē. Tomēr šī keramikas materiāla kristāla struktūra nevar pastāvēt stabili, un tai nav rūpnieciskas vērtības; Lai saglabātu sākotnējās īpašības, ir nepieciešams dopēt dažas vielas, kas var labot šo struktūru. 6 ~ 10% skandija oksīda pievienošana ir kā betona struktūra, lai cirkoniju varētu stabilizēt uz kvadrātveida režģa.
Ir arī inženiertehniskie keramikas materiāli, piemēram, augstas stiprības un augstas temperatūras izturīgs silīcija nitrīds kā blīvētāji un stabilizatori.
Kā densifieris,Skandija oksīdsvar veidot ugunsizturīgu fāzi SC2SI2O7 smalku daļiņu malā, tādējādi samazinot inženiertehniskās keramikas augstas temperatūras deformāciju. Salīdzinot ar citiem oksīdiem, tas var labāk uzlabot silīcija nitrīda augstas temperatūras mehāniskās īpašības.
Katalītiskā ķīmija
Ķīmiskajā inženierijā skandiju bieži izmanto kā katalizatoru, savukārt SC2O3 var izmantot etanola vai izopropanola dehidratācijai un deoksidācijai, etiķskābes sadalīšanai un etilēna ražošanu no CO un H2. Pt al Catalyst, kas satur SC2O3, ir arī svarīgs katalizators smagas eļļas hidrogenēšanas attīrīšanas un rafinēšanas procesiem naftas ķīmijas rūpniecībā. Katalītiskās plaisāšanas reakcijās, piemēram, kumēnā, SC-Y ceolīta katalizatora aktivitāte ir 1000 reizes lielāka nekā alumīnija silikāta katalizatoram; Salīdzinot ar dažiem tradicionālajiem katalizatoriem, skandija katalizatoru attīstības izredzes būs ļoti spilgtas.
Kodolenerģijas nozare
Pievienojot nelielu daudzumu SC2O3 UO2, augstas temperatūras reaktora kodoldegvielā var izvairīties no režģa transformācijas, tilpuma palielināšanas un plaisām, ko izraisīja UO2 UO2 līdz U3O8 konvertēšanai.
Kurināmā elements
Līdzīgi, pievienojot 2,5% līdz 25% skandija niķeļa sārmu baterijām, palielināsies viņu kalpošanas laiks.
Lauksaimniecības selekcija
Lauksaimniecībā sēklas, piemēram, kukurūzu, bietes, zirņus, kviešus un saulespuķes, var apstrādāt ar skandija sulfātu (koncentrācija parasti ir 10-3 ~ 10-8 mol/L, dažādiem augiem būs atšķirīga), un ir sasniegta dīgtspējas faktiskā ietekme. Pēc 8 stundām sakņu un pumpuru sausais svars palielinājās attiecīgi par 37% un 78%, salīdzinot ar stādiem, bet mehānisms joprojām tiek pētīts.
Sākot ar Nīlsena uzmanību uz atomu masu datu parādu līdz mūsdienām, Skandijs ir ienācis cilvēku redzējumā tikai simts vai divdesmit gadus, bet tas ir gandrīz sēdējis uz stenda simts gadus. Tikai pēc enerģiskas materiālās zinātnes attīstības pagājušā gadsimta beigās tā viņam radīja dzīvotspēju. Mūsdienās retzemju elementi, ieskaitot skandiju, ir kļuvuši par karstām zvaigznēm materiālu zinātnē, spēlējot pastāvīgi mainīgās lomas tūkstošiem sistēmu, katru dienu ienesot mūsu dzīvē vairāk ērtības un radot ekonomisku vērtību, kuru ir vēl grūtāk izmērīt.
Pasta laiks: 29.-2023. Jūnijs