Scandium, bi sembola hêmanê Sc û jimareya atomî ya 21, bi hêsanî di avê de tê çareser kirin, dikare bi ava germ re têkilî daynin û bi hêsanî li hewa tarî dibe. Hêza wê ya sereke +3 ye. Ew pir caran bi gadolinium, erbium, û hêmanên din re tê tevlihev kirin, bi hilberînek kêm û bi naveroka nêzîkî 0,0005% di nav çermê de. Scandium bi gelemperî ji bo çêkirina camên taybetî û aligirên sivik ên germahiya bilind têne bikar anîn.
Heya nuha, rezervên îsbatkirî yên skandiyûmê li cîhanê tenê 2 mîlyon ton in, 90-95% ji wan di madenên Boksît, fosforît û hesin tîtanyumê de ne, û beşek piçûk jî di oranyumê, thorium, tungsten û kanên erdê kêm de, bi taybetî. li Rûsya, Çîn, Tacîkistan, Madagaskar, Norwêc û welatên din tê belavkirin. Çîn ji hêla çavkaniyên skandiyûmê ve, bi rezervên mîneral ên mezin ên bi skandiyûmê ve girêdayî ye, pir dewlemend e. Li gorî statîstîkên ne temam, rezervên skandiyûmê li Chinaînê bi qasî 600,000 ton in, ku di kanzayên Boksît û fosforît, kanzayên tungstenê yên porfîry û quartz de li başûrê Chinaînê, depoyên erdên kêm li başûrê Chinaînê, depoya madenê hesinê li Bayan Obo hene. Inner Mongolya, û Panzhihua vanadium titanium magnetite depo li Sichuan.
Ji ber kêmbûna skandiyûmê, nirxê skandiyûmê jî pir zêde ye û di lûtkeya xwe de nirxê skandiyûmê 10 qatê nirxê zêr zêde bû. Her çiqas nirxê skandiyûmê daketibe jî, dîsa jî çar qat bi nirxê zêr e!
Vedîtina Dîrokê
Di sala 1869 de, Mendeleev di navbera kalsiyûm (40) û titanyumê (48) de ferqek di girseya atomê de dît, û pêşbînî kir ku li vir hêmanek girseya atomê ya navbirî ya nehatî keşfkirin jî heye. Wî pêşbînî kir ku oksîda wê X ₂ O Å ye. Scandium di sala 1879an de ji aliyê Lars Frederik Nilson ê ji Zanîngeha Uppsala ya Swêdê ve hat dîtin. Wî ew ji kana zêrê reş, kanzayek tevlihev a ku 8 cureyên oksîtên metal dihewîne, derxist. Wî derxistiyeErbium (III) oksîtji kanzaya zêrê nadir reş, û tê bidestxistinOksîdê Ytterbium (III).ji vê oksîdê, û oksîdek din a hêmanek sivik heye, ku spektra wê nîşan dide ku ew metalek nenas e. Ev metala ku ji aliyê Mendeleev ve hatiye pêşbînîkirin, oksîda wê yeSc2O3. Ji xwe metala skandiyûmê ji hatî çêkirinSkandyûm klorîddi sala 1937 de bi helandina elektrolîtîk.
Mendeleev
Veavakirina Electron
Veavakirina elektron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Skandyûm metalek veguhêzek spî ya nerm, zîv e ku xala helandinê 1541 ℃ û xala kelandinê 2831 ℃ e.
Ji bo demek girîng piştî vedîtina wê, karanîna skandiyûm ji ber dijwariya wê di hilberînê de nehat xuyang kirin. Bi zêdebûna pêşkeftina rêbazên veqetandina hêmanên erdê yên nadir re, naha ji bo paqijkirina pêkhateyên skandiyûmê pêvajoyek gihîştî heye. Ji ber ku skandyûm ji îttrium û lantanîdê kêmtir alkalîn e, hîdroksîd ya herî qels e, ji ber vê yekê mîneralê tevlihev ku skandyûm dihewîne, dema ku Scandyum (III) hîdroksîd bi ammoniakê were derman kirin, dê bi rêbaza "barîna gavê" ji hêmana erdê hindik were veqetandin. veguheztin nav çareseriyê. Rêbaza din jî veqetandina nîtrata Skandyûmê bi veqetandina polar a nîtratê ye. Ji ber ku nîtrata skandyûmê ya herî hêsan e ku were hilweşandin, skandiyûm dikare were veqetandin. Wekî din, vegerandina berfireh a skandiyûmê ya ji uranyumê, thorium, tungsten, tin û depoyên mîneral ên din jî çavkaniyek girîng a skandiyûmê ye.
Piştî bidestxistina pêkhateyek skandiyûmê ya paqij, ew vediguhere ScCl Å û bi KCl û LiCl re tê helandin. Zincê helandî wekî katod ji bo elektrolîzê tê bikar anîn, dibe sedem ku skandiyûm li ser elektroda zincê bibare. Dûv re, zinc tê rijandin da ku skandiyûmê metallî were bidestxistin. Ev metalek spî ya zîv sivik e ku xwedan taybetmendiyên kîmyayî yên pir çalak e, ku dikare bi ava germ re reaksiyonê bike da ku gaza hîdrojenê çêbike. Ji ber vê yekê skandiyoma metalî ya ku hûn di wêneyê de dibînin di şûşeyek de hatî girtin û bi gaza argonê tê parastin, wekî din skandiyûm zû zû oksîtek zer an gewr a tarî çêdike, ronahiya xweya metalîkî ya biriqandî winda dike.
Applications
Pîşesaziya ronahiyê
Bikaranîna scandium di rêgezên pir geş de têne berhev kirin, û ne zêdegavî ye ku jê re Kurê Ronahî were gotin. Yekemîn çeka efsûnî ya skandiyûmê jê re lampa sodyûmê skandiyûm tê gotin, ku dikare were bikar anîn da ku ronahiyê bide bi hezaran malbatan. Ev ronahiya elektrîkê ya metal halide ye: ampûl bi Sodyyodide û Scandium triiodide tê dagirtin, û skandyûm û pelika sodyûmê di heman demê de têne zêdekirin. Di dema dakêşana voltaja bilind de, îyonên skandiyûm û îyonên sodyûmê bi rêzê ronahiya dirêjahiya pêlên xweya tîrêjê derdixin. Xêzên spektral ên sodyûmê 589.0 û 589.6 nm ne, du roniyên zer ên navdar, dema ku xetên spektral ên skandiyûmê 361.3 ~ 424.7 nm in, rêzek belavbûna ronahiya ultraviyole û şîn. Ji ber ku ew hevûdu temam dikin, rengê ronahiya giştî ya ku tê hilberandin ronahiya spî ye. Bi rastî ji ber ku lampayên sodyûmê skandiyûm xwedî taybetmendiyên karbidestiya ronahiyê ya bilind, rengê ronahiya baş, teserûfa hêzê, jiyana karûbarê dirêj, û şiyana şikestina mijê ya bihêz in ku ew dikarin bi berfirehî ji bo kamerayên televîzyonê, meydanan, cîhên werzîşê, û ronahiya rê werin bikar anîn. û wekî çavkaniyên ronahiyê yên nifşa sêyemîn têne zanîn. Li Çînê ev cure çira hêdî hêdî wekî teknolojiyek nû tê nasîn, lê li hin welatên pêşkeftî ev celeb çira di destpêka salên 1980-an de bi berfirehî hate bikar anîn.
Duyemîn çeka efsûnî ya skandiyûmê şaneyên fotovoltaîk ên tavê ye, ku dikare ronahiya li erdê belavbûyî berhev bike û bike elektrîkê da ku civaka mirovî bimeşîne. Skandyûm di hucreyên tavê yên silicon û hucreyên rojê de nîvconduktorê însulatorê metalê astenga çêtirîn e.
Çeka wê ya sêhrbazî ya sêyem bi navê γ Çavkaniya tîrêjê ye, ev çeka efsûnî dikare bi serê xwe ronî bibiriqe, lê ev celeb ronahiyê bi çavê rût nayê wergirtin, ew herikîna fotonê ya bi enerjiya bilind e. Em bi gelemperî 45Sc ji mîneralan derdixin, ku tenê îzotopên xwezayî yên skandiyûmê ye. Di navokek 45Sc de 21 proton û 24 notron hene. 46Sc, îzotopek radyoaktîf a sûnî, dikare wekî γ were bikar anîn Çavkaniyên tîrêjê an atomên şopîner jî dikarin ji bo radyoterapiya tîmorên xirab werin bikar anîn. Di heman demê de serîlêdanên mîna lazera garnetê ya yttrium gallium scandium jî hene,Skandyûm florîdLi ser televizyonê fîbera optîkî ya înfrasor cam, û lûleya tîrêjê ya katodê ya pêça skandiyûm. Wusa dixuye ku skandiyûm bi ronahiyê çêdibe.
Pîşesazîya Alloy
Skandyûm di forma xweya bingehîn de bi berfirehî ji bo dopîngkirina alloyên aluminiumê tê bikar anîn. Heya ku çend hezarî skandiyûm li aluminiumê were zêdekirin, dê qonaxek Al3Sc ya nû çêbibe, ku dê di alema aluminiumê de rola Metamorfîzmê bilîze û avahî û taybetmendiyên alloyê bi girîngî biguhezîne. Zêdekirina 0,2% ~ 0,4% Sc (ku bi rastî dişibihe rêjeya zêdekirina xwê ji bo tevlihevkirina sebzeyên sorkirî yên li malê, tenê piçek pêdivî ye) dikare germahiya ji nû ve krîstalîzasyona alloyê bi 150-200 ℃ zêde bike, û bi girîngî bilind bike. -hêza germahiyê, aramiya strukturî, performansa welding, û berxwedana korozyonê. Di heman demê de ew dikare ji diyardeya ziravbûnê ya ku di dema xebata demdirêj a li germahiyên bilind de bi hêsanî çêdibe, dûr bixe. Zehmetiya bilind û zexmiya bilind alloyek aluminiumê, aleya aluminiumê ya nû ya bi hêz-berxwedêr-berxwedêr alûmînyûmê, aleya aluminiumê ya nû ya bi germahiya bilind, alema aluminiumê ya berxwedêr a neutron-tîraja bi hêz, û hwd., Di fezayê, hewavaniyê, keştiyan de perspektîfên pêşveçûnê yên pir balkêş hene, reaktorên nukleer, wesayîtên sivik û trênên bilez.
Scandium di heman demê de ji bo hesin guhezkerek hêja ye, û mîqdarek piçûk a skandiyûm dikare bi girîngî hêz û serhişkiya hesinê avêtinê baştir bike. Digel vê yekê, skandiyûm dikare wekî lêzêdekerek ji bo kelûmelên tûngsten û kromê yên germahiya bilind jî were bikar anîn. Bê guman, ji bilî çêkirina kincên zewacê ji bo yên din, skandiyûm xwedan xalek helînê ya bilind e û tîrêjiya wê dişibihe aluminiumê, û di heman demê de di aligirên sivik ên xala helînê ya bilind de jî wekî alloya titanyûmê ya skandiyûm û alaya magnesiumê ya skandiyûmê tê bikar anîn. Lêbelê, ji ber bihayê wê yê bilind, ew bi gelemperî tenê di pîşesaziyên hilberîna bilind ên wekî gemiyên fezayê û roketan de tê bikar anîn.
Materyalên seramîk
Skandyûm, maddeyek yekane, bi gelemperî di alloyan de tê bikar anîn, û oksîtên wê bi heman rengî di materyalên seramîk de rolek girîng dileyzin. Matereya seramîk a zirconia ya tetragonal, ku dikare wekî materyalek elektrodê ji bo hucreyên sotemeniyê yên oksîdê zexm were bikar anîn, xwedan taybetmendiyek bêhempa ye ku bi zêdebûna germahiyê û giraniya oksîjenê ya li hawîrdorê re rêgirtina vê elektrolîtê zêde dibe. Lêbelê, avahiya krîstal a vê materyalê seramîk bixwe nikare bi îstîqrar hebe û nirxek pîşesaziyê tune; Pêdivî ye ku dopîngkirina hin maddeyên ku dikarin vê strukturê rast bikin da ku taybetmendiyên wê yên orîjînal biparêzin. Zêdekirina 6 ~ 10% oksîta Skandyûmê mîna avahiyek beton e, ji ber vê yekê zirconia dikare li ser tîrêjek çargoşe were stabîl kirin.
Di heman demê de materyalên seramîk ên endezyariyê yên wekî nîtrîda siliconê ya berxwedêr a bi hêz û germahiya bilind wekî densifiker û stabîlker hene.
Wek densifier,Oksîdê skandiyûmêdikare qonaxek nerazî ya Sc2Si2O7 li keviya perçeyên hûr çêbike, bi vî rengî deformasyona germahiya bilind a seramîkên endezyariyê kêm dike. Li gorî oksîtên din, ew dikare çêtir taybetmendiyên mekanîkî yên germahiya bilind ên nîtrîda silicon çêtir bike.
Kîmya katalîtîk
Di endezyariya kîmyewî de, skandiyûm bi gelemperî wekî katalîzator tê bikar anîn, dema ku Sc2O3 dikare ji bo dehydration û deoxidasyona etanol an isopropanol, hilweşandina asîdê acetîk, û hilberîna etilen ji CO û H2 were bikar anîn. Katalîzatora Pt Al ku Sc2O3 vedihewîne di heman demê de ji bo paqijkirina hîdrojenkirina nefta giran û pêvajoyên rafîneriyê yên di pîşesaziya petrokîmyayê de katalîzatorek girîng e. Di reaksiyonên şikestina katalîtîk ên wekî Cumene de, çalakiya katalîtorê zeolîtê Sc-Y 1000 carî ji ya katalîzatorê silîkata Aluminiumê zêdetir e; Li gorî hin katalîzatorên kevneşopî, dê perspektîfên pêşkeftina katalîzatorên skandiyûm pir geş be.
Pîşesaziya enerjiya nukleer
Zêdekirina mîqdarek piçûk a Sc2O3 li UO2 di sotemeniya navokî ya reaktora germahiya bilind de dikare ji veguheztina tîrêjê, zêdebûna voltê, û şikestina ku ji ber veguheztina UO2 ber U3O8 ve hatî çêkirin dûr bixe.
Hucreya sotemeniyê
Bi heman rengî, lê zêdekirina 2,5% ber 25% skandiyûm li bataryayên alkali yên nîkel dê jiyana karûbarê wan zêde bike.
Çêkirina çandiniyê
Di çandiniyê de, tovên wekî ceh, behîv, pehîn, genim û gulberojê dikare bi Scandium sulfate were derman kirin (tevra bi gelemperî 10-3 ~ 10-8mol / L e, nebatên cûda dê cûda bibin), û bandora rastîn a pêşvebirina germbûnê. hatiye bidestxistin. Piştî 8 demjimêran, giraniya zuwa ya kok û gûçikan bi rêzê 37% û 78% li gorî şitilan zêde bû, lê mekanîzma hêj di lêkolînê de ye.
Ji bala Nielsen a li ser deynê daneyên girseyî yên Atomê heta îro, skandiyûm tenê sed an bîst sal in ketiye ber çavê mirovan, lê hema hema sed sal li ser kursiyê rûniştiye. Heya ku di dawiya sedsala borî de pêşkeftina zexm ya zanista materyalê jê re zindîbûnek çênebû. Îro, hêmanên erdê yên nadir, di nav de skandiyûm, di zanistiya materyalan de bûne stêrên germ, di hezaran pergalan de rolên ku her gav diguherin dilîzin, her roj bêtir rehetiyê tînin jiyana me, û nirxa aborî ya ku pîvandina wê hîn dijwartir e diafirînin.
Dema şandinê: Jun-29-2023