Skandium, so symbolom prvkov SC a atómovým počtom 21, je ľahko rozpustný vo vode, môže interagovať s horúcou vodou a ľahko stmavne vo vzduchu. Jeho hlavná valencia je+3. Často sa mieša s gadolinium, erbium a ďalšími prvkami s nízkym výnosom a obsahom približne 0,0005% v kôre. Scandium sa často používa na výrobu špeciálnych zliatin na sklo a ľahké vysokorýchlostné zliatiny.
V súčasnosti sú osvedčené rezervy škandia na svete iba 2 milióny ton, z ktorých 90 ~ 95% je obsiahnutých v bauxite, fosforite a železných titánových rudách a malá časť v rudoch uránu, tória, tungsten a iných krajín, najmä v Rusku, Číne, Tajikistane, Madagaskaru, Norway a iných krajinách. Čína je veľmi bohatá na zdroje škandia, s obrovskými minerálnymi rezervami súvisiacimi so skandiami. Podľa neúplných štatistík sú rezervy škandia v Číne asi 600 000 ton, ktoré sú obsiahnuté v ložiskách bauxite a fosforitu, v ložisku Porphyry a Quartz Žily v južnej Číne, v južnej Číne v južnom čínskom depozitách v Južnej Číne v južnom čínskom depozitách v Južnej Číne v južnom čínskom depozite v Južnom čínskom depozitári v Južnej Číne.
Vzhľadom na nedostatok škandia je cena škandia tiež veľmi vysoká a na svojom vrchole bola cena škandia nafúknutá na 10 -násobok ceny zlata. Aj keď cena škandia klesla, stále je to štvornásobok ceny zlata!
Objavovanie histórie
V roku 1869 si Mendeleev všimol medzeru v atómovej hmotnosti medzi vápnikom (40) a titánom (48) a predpovedal, že tu existuje tiež neobjavený medziprísnikový prvok atómovej hmotnosti. Predpovedal, že jeho oxid je x ₂ o Å. Scandium objavil v roku 1879 Lars Frederik Nilson z Uppsala University vo Švédsku. Extrahoval z čiernej bainy vzácnych zlatí, komplexnej rudy, ktorá obsahuje 8 typov oxidov kovov. VytiaholOxid erbium (iii)z čiernej vzácnej zlatej rudy a získanéOxid ytterbium (III)Z tohto oxidu a existuje ďalší oxid ľahšieho prvku, ktorého spektrum ukazuje, že ide o neznámy kov. Toto je kov predpovedaný Mendeleev, ktorého oxid jeSc₂o₃. Samotný kov Scandium bol vyrobený zChloridelektrolytickým topením v roku 1937.
Mendeleev
Konfigurácia elektrónov
Elektrónová konfigurácia: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Scandium je mäkký, strieborný biely prechodný kov s bodom topenia 1541 ℃ a bodom varu 2831 ℃.
Na značné časové obdobie po jeho objavení sa použitie škandia nepreukázalo kvôli jeho ťažkostiam vo výrobe. So zvyšujúcim sa zlepšením metód separácie prvkov vzácnych zemín sa teraz vyskytuje zrelý tok procesu na čistenie zlúčenín škandial. Pretože soškandium je menej alkalický ako ytrium a lantanid, hydroxid je najslabší, takže zmiešaný minerálny minerálny minerál z vzácnych zemín, ktorý obsahuje Škandium, sa po prenose do roztoku ošetrí hydroxidom zriedkavých zemín, ktoré sa ošetrí amonidom. Druhou metódou je oddelenie dusičnanu škanda polárnym rozkladom dusičnanu. Pretože dusičnan škandial je najjednoduchší, aby sa rozložil, môže sa separovať Škandium. Okrem toho je dôležitým zdrojom škandia komplexného zotavenia sprievodného škandia z uránu, tória, volfrámu, cín a iných minerálnych usadenín.
Po získaní čistej zlúčeniny škandialkov sa prevedie na SCCL Á a CO sa roztopí s KCL a LICL. Roztavený zinok sa používa ako katóda na elektrolýzu, čo spôsobuje zrážanie škandia na zinkovej elektróde. Potom sa zinok odparuje, aby sa získal kovový škandia. Jedná sa o ľahký strieborný biely kov s veľmi aktívnymi chemickými vlastnosťami, ktoré môžu reagovať s horúcou vodou na generovanie vodíkového plynu. Takže kovový škôl, ktorý vidíte na obrázku, je zapečatený vo fľaši a chránený argónovým plynom, inak bude škanddium rýchlo vytvorený tmavo žltá alebo šedá oxidová vrstva, ktorá stratí lesklý kovový lesk.
Žiadosti
Osvetľovací priemysel
Použitie Škandia sú koncentrované vo veľmi jasných smeroch a nie je prehnané nazvať ho synom svetla. Prvá kúzelná zbraň Škandia sa nazýva Scandium Sodic Lamp, ktorá sa dá použiť na privedenie svetla do tisícov domácností. Jedná sa o kovové halogenidové elektrické svetlo: Žiarovka je naplnená jodidom sodným a škrubkovým triodidom a zároveň sa pridá škandium a fólia sodný. Počas výbojov vysokého napätia emitujú škandálne ióny a ióny sodný svetlo svojich charakteristických emisných vlnových dĺžok. Spektrálne čiary sodíka sú 589,0 a 589,6 nm, dve slávne žlté svetlá, zatiaľ čo spektrálne čiary škandia sú 361,3 ~ 424,7 nm, séria takmer ultrafialových a modrých emisií svetla. Pretože sa navzájom dopĺňajú, celková vytvorená farba svetla je biele svetlo. Práve preto, že Scandium Sodiové žiarovky majú charakteristiky vysokej svetelnej účinnosti, dobrých farieb svetla, šetrenia energie, dlhej životnosti a silnej schopnosti lámania hmly, ktoré sa môžu široko používať pre televízne kamery, štvorce, športové miesta a cestné osvetlenie a sú známe ako svetelné zdroje tretej generácie. V Číne sa tento typ lampy postupne propaguje ako nová technológia, zatiaľ čo v niektorých rozvinutých krajinách sa tento typ lampy široko používa už na začiatku osemdesiatych rokov.
Druhou magickou zbraňou Škandia sú solárne fotovoltaické bunky, ktoré môžu zbierať svetlo rozptýlené po zemi a zmeniť ho na elektrinu, aby riadili ľudskú spoločnosť. Scandium je najlepší bariérový kov v polovodičových kremíkových kremíkových kremíkových bunkách a solárnych článkoch.
Jeho tretia magická zbraň sa nazýva y zdrojom lúča, táto magická zbraň môže žiarivo žiariť samostatne, ale tento druh svetla nemôže byť prijatý voľným okom, je to vysoko energetický tok fotónu. Zvyčajne extrahujeme 45Sc z minerálov, čo je jediné prírodné izotopy škandia. Každé 45Sc jadro obsahuje 21 protónov a 24 neutrónov. 46Sc, umelý rádioaktívny izotop, sa môže použiť ako zdroje ožarovania y alebo atómy indikátorov, ktoré sa môžu použiť aj na rádioterapiu zhubných nádorov. Existujú aj aplikácie ako Ytrium Gallium Scandium Garnet Laser,Fluoridsklenené infračervené optické vlákno a katódová trubica potiahnutá v televízii. Zdá sa, že Škandium sa rodí s jasom.
Zliatinový priemysel
Scandium vo svojej elementárnej forme sa široko používa na dopingové hliníkové zliatiny. Pokiaľ sa do hliníka pridá niekoľko tisícin škandia, vytvorí sa nová fáza AL3SC, ktorá bude hrať metamorfizmus v zliatine hliníka a výrazne sa zmení štruktúra a vlastnosti zliatiny. Pridanie 0,2% ~ 0,4% SC (čo je skutočne podobné podielu pridávania soli na miešanie vyprážanej zeleniny doma, je potrebná iba trochu trochu) môže zvýšiť rekryštalizáciu zliatiny o 150-200 ℃ a výrazne zlepšiť vysokú teplotu, štrukturálnu stabilitu, výkon zvárania a odolnosť proti korózii. Môže sa tiež vyhnúť javu krehkosti, ktorý sa ľahko vyskytuje pri dlhodobej práci pri vysokých teplotách. Zliatina hliníka s vysokou pevnosťou a vysokou húževnatosťou, nová vysokohorská zváracia zliatina hliníka rezistentná na koróziu, zliatinu hliníkovej hliníkovej hliníka, nová vysokohorová zliatina hliníka, letectvo, letectvo, lode, jadrové reaktory, ľahké vozidlá, ľahké vozidlá a vysokorýchlostné vlaky.
Scandium je tiež vynikajúcim modifikátorom pre železo a malé množstvo škandia môže výrazne zlepšiť pevnosť a tvrdosť liatiny. Okrem toho môže byť škanddium tiež použitý ako aditívka pre zliatiny volfrámu a chrómu s vysokým teplotou. Scandium má samozrejme okrem výroby svadobných odevov pre ostatných vysoký bod topenia a jeho hustota je podobná hliníku a používa sa tiež vo vysokom topiacich sa ľahkých zliatinách, ako je zliatina titánu v Škannií a zliatina škandial. Vzhľadom na svoju vysokú cenu sa však vo všeobecnosti používa iba v špičkových výrobných odvetviach, ako sú kyvadlové dopravy a rakety.
Keramický materiál
Scandium, jediná látka, sa všeobecne používa v zliatinách a jej oxidy hrajú dôležitú úlohu v keramických materiáloch podobným spôsobom. Tetragonálny zirkónový keramický materiál, ktorý sa môže použiť ako elektródový materiál pre palivové bunky tuhého oxidu, má jedinečnú vlastnosť, kde sa vodivosť tohto elektrolytu zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a koncentráciou kyslíka v prostredí. Kryštalická štruktúra tohto keramického materiálu však nemôže stabilne existovať a nemá priemyselnú hodnotu; Je potrebné dopingovať niektoré látky, ktoré dokážu túto štruktúru opraviť, aby sa zachovali svoje pôvodné vlastnosti. Pridanie 6 ~ 10% oxidu škandialu je ako betónová štruktúra, takže zirkónia sa môže stabilizovať na štvorcovej mriežke.
Existujú aj inžinierske keramické materiály, ako sú vysokohorské a vysokoteplotné rezistentné kremíkové nitrid ako hustoty a stabilizátory.
Ako hustorant,OxidMôže tvoriť žiaruvzdornú fázu SC2SI2O7 na okraji jemných častíc, čím sa znižuje vysokoteplotná deformácia inžinierskej keramiky. V porovnaní s inými oxidmi môže lepšie zlepšiť mechanické vlastnosti nitridu kremíka s vysokou teplotou.
Katalytická chémia
V chemickom inžinierstve sa skandom často používa ako katalyzátor, zatiaľ čo SC2O3 sa môže použiť na dehydratáciu a deoxidáciu etanolu alebo izopropanolu, rozklad kyseliny octovej a produkciu etylénu z CO a H2. Pt al katalyzátor obsahujúci SC2O3 je tiež dôležitým katalyzátorom procesov čistenia hydrogenácie ťažkej ropy v petrochemickom priemysle. Pri katalytických krakovacích reakciách, ako je cumén, je aktivita katalyzátora SC-Y zeolit 1000-krát vyššia ako v katalyzátore kremičitanu hliníka; V porovnaní s niektorými tradičnými katalyzátormi budú vývojové vyhliadky na katalyzátory Škanda veľmi jasné.
Priemysel jadrovej energie
Pridanie malého množstva SC2O3 do UO2 do vysokoteplotného jadrového paliva reaktora sa môže vyhnúť transformácii mriežky, zvýšeniu objemu a prasknutiu spôsobenej konverziou UO2 na U3O8.
Palivový článok
Podobne pridanie 2,5% až 25% škandia do niklových alkalických batérií zvýši ich životnosť.
Poľnohospodárske šľachtenie
V poľnohospodárstve môžu byť semená ako kukurica, repa, hrach, pšenica a slnečnica ošetrené síranom škandial (koncentrácia je všeobecne 10-3 ~ 10-8 mol/l, rôzne rastliny budú mať rôzne) a dosiahol sa skutočný účinok podpory klíčenia. Po 8 hodinách sa suchá hmotnosť koreňov a púčikov zvýšila o 37% a 78% v porovnaní so sadenicami, ale mechanizmus je stále skúmaný.
Od spoločnosti Nielsenovej pozornosti k dlhu atómových masových údajov až po dnešok, Scandium vstúpil do vízie ľudí iba sto alebo dvadsať rokov, ale takmer sto rokov sedel na lavičke. Až do silného rozvoja materiálnej vedy na konci minulého storočia mu prinieslo vitalitu. Dnes sa prvky vzácnych zemín vrátane škandia stali horúcimi hviezdami v materiálovej vede, hrajú neustále sa meniace úlohy v tisícoch systémov, každý deň prinášajú väčšie pohodlie do našich životov a vytvárajú ekonomickú hodnotu, ktorú je ešte ťažšie zmerať.
Čas príspevku: jún-29-2023