מאַדזשיקאַל ראַרע ערד עלעמענץ סקאַנדיום

Sקאַנדיום, מיט עלעמענט סימבאָל סק און אַטאָמישע נומער פון 21, איז לייכט סאַליאַבאַל אין וואַסער, קענען ינטעראַקט מיט הייס וואַסער, און לייכט דאַרקאַן אין די לופט. זייַן הויפּט וואַלאַנס איז +3. עס איז אָפט געמישט מיט גאַדאָליניום, ערביום און אנדערע עלעמענטן, מיט אַ נידעריק טראָגן און אַ אינהאַלט פון בעערעך 0.0005% אין די סקאָרינקע. סקאַנדיום איז אָפט געניצט צו מאַכן ספּעציעל גלאז און לייטווייט הויך-טעמפּעראַטור אַלויז.

דערווייַל, די פּראָווען ריזערווז פון סקאַנדיום אין דער וועלט זענען בלויז 2,000,000 טאָנס, 90 ~ 95% פון וואָס זענען קאַנטיינד אין באַוקסייט, פאָספאָריטע און אייַזן טיטאַניום אָרז, און אַ קליין טייל אין יערייניאַם, טהאָריום, טאַנגסטאַן און זעלטן ערד אָרז, דער הויפּט. פונאנדערגעטיילט אין רוסלאַנד, טשיינאַ, טאַדזשיקיסטאַן, מאַדאַגאַסקאַר, נאָרווייַ און אנדערע לענדער. כינע איז זייער רייך אין סקאנדיום רעסורסן, מיט ריזיקע מינעראל ריזערווז שייך צו סקאנדיום. לויט דער דערענדיקט סטאַטיסטיק, די ריזערווז פון סקאַנדיום אין טשיינאַ זענען וועגן 600,000 טאָנס, וואָס זענען קאַנטיינד אין בוקססיטע און פאָספאָריטע דיפּאַזאַץ, פּאָרפירי און קוואַרץ אָדער טאַנגסטאַן דיפּאַזאַץ אין דרום טשיינאַ, זעלטן ערד דיפּאַזאַץ אין דרום טשיינאַ, Bayan Obo זעלטן ערד אייַזן אַרץ אַוועקלייגן אין ינער מאָנגאָליאַ, און פּאַנזשיהואַ וואַנאַדיום טיטאַניום מאַגנאַטייט אַוועקלייגן אין סיטשואַן.

צוליב דער קנאנג פון סקאנדיום איז אויך דער פרייז פון סקאנדיום זייער הויך, און אין דער שפיץ איז דער פרייז פון סקאנדיום אויפגעשטאנען צו 10 מאל די פרייז פון גאלד. כאָטש די פּרייַז פון סקאַנדיום איז געפאלן, עס איז נאָך פיר מאָל די פּרייַז פון גאָלד!

אַנטדעקן געשיכטע

אין 1869, האָט מענדעלעעוו באמערקט אַ ריס אין אַטאָמישע מאַסע צווישן קאַלסיום (40) און טיטאַניום (48), און פּרעדיקטעד אַז דאָ איז אויך אַן אונדידעקווערד ינטערמידייט אַטאָמישע מאַסע עלעמענט. ער פּרעדיקטעד אַז זייַן אַקסייד איז X ₂ O Å. סקאַנדיום איז דיסקאַווערד אין 1879 דורך Lars Frederik Nilson פון Uppsala אוניווערסיטעט אין שוועדן. ער האט עס ארויסגענומען פון די שווארצע זעלטענע גאלד מיינע, א קאמפלעקסע ערץ וואס אנטהאלט 8 סארטן מעטאל אקסייד. ער האט עקסטראַקטערביום (III) אַקסיידפון שוואַרץ זעלטן גאָלד אַרץ, און באקומעןיטטערביום (III) אַקסיידפון דעם אקסייד, און עס איז פאראן נאך א אקסייד פון לייטער עלעמענט, וועמענס ספּעקטרום ווייזט, אז עס איז אן אומבאקאנטער מעטאל. דאָס איז דער מעטאַל וואָס מענדעלעעוו פּרעדיקטעד, וועמענס אַקסייד איזSc₂O₃. די סקאַנדיום מעטאַל זיך איז געשאפן פוןסקאַנדיום קלאָריידדורך עלעקטראָליטיק מעלטינג אין 1937.

מענדעלע

עלעקטראָן קאַנפיגיעריישאַן

עלעקטראָן קאַנפיגיעריישאַן: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

סקאַנדיום מעטאַל

סקאַנדיום איז אַ ווייך זילבער ווייַס יבערגאַנג מעטאַל מיט אַ מעלטינג פונט פון 1541 ℃ און אַ בוילינג פונט פון 2831 ℃.

פֿאַר אַ היפּש צייַט פון צייַט נאָך זייַן ופדעקונג, די נוצן פון סקאַנדיום איז נישט דעמאַנסטרייטיד רעכט צו זייַן שוועריקייט אין פּראָדוקציע. מיט די ינקריסינג פֿאַרבעסערונג פון זעלטן ערד עלעמענט צעשיידונג מעטהאָדס, עס איז איצט אַ דערוואַקסן פּראָצעס לויפן פֿאַר פּיוראַפייינג סקאַנדיום קאַמפּאַונדז. ווייַל סקאַנדיום איז ווייניקער אַלקאַליין ווי יטריום און לאַנטהאַנידע, די כיידראַקסייד איז די וויקאַסט, אַזוי די זעלטן ערד עלעמענט געמישט מינעראַל מיט סקאַנדיום וועט זיין אפגעשיידט פון די זעלטן ערד עלעמענט דורך "שריט אָפּזאַץ" אופֿן ווען סקאַנדיום (III) כיידראַקסייד איז באהאנדלט מיט אַמאָוניאַ נאָך זייַענדיק טראַנספערד אין לייזונג. די אנדערע אופֿן איז צו באַזונדער סקאַנדיום נייטרייט דורך פּאָליאַר דיקאַמפּאָוזישאַן פון נייטרייט. ווייַל סקאַנדיום נייטרייט איז די יזיאַסט צו צעלייגנ, סקאַנדיום קענען זיין אפגעשיידט. אין דערצו, די פולשטענדיק אָפּזוך פון אַקאַמפּאַניינג סקאַנדיום פון יערייניאַם, טהאָריום, טאַנגסטאַן, צין און אנדערע מינעראַל דיפּאַזאַץ איז אויך אַ וויכטיק מקור פון סקאַנדיום.

נאָך באקומען אַ ריין סקאַנדיום קאַמפּאַונד, עס איז קאָנווערטעד אין ScCl Å און קאָ צעלאָזן מיט KCl און LiCl. די מאָולטאַן צינק איז געניצט ווי די קאַטאָוד פֿאַר ילעקטראָוליסיס, קאָזינג סקאַנדיום צו אָפּזעצנ זיך אויף די צינק ילעקטראָוד. דערנאָך, די צינק איז יוואַפּערייטיד צו באַקומען מעטאַל סקאַנדיום. דאָס איז אַ לייטווייט זילבער ווייַס מעטאַל מיט זייער אַקטיוו כעמישער פּראָפּערטיעס, וואָס קענען רעאַגירן מיט הייס וואַסער צו דזשענערייט הידראָגען גאַז. אַזוי די מעטאַל סקאַנדיום איר זען אין די בילד איז געחתמעט אין אַ פלאַש און פּראָטעקטעד מיט אַרגאָן גאַז, אַנדערש סקאַנדיום וועט געשווינד פאָרעם אַ טונקל געל אָדער גרוי אַקסייד שיכטע, לוזינג זייַן בלאַנק מעטאַלליק לאַסטער.

אַפּפּליקאַטיאָנס

לייטינג אינדוסטריע

די באַניץ פון סקאַנדיום זענען קאָנצענטרירט אין זייער העל אינסטרוקציעס, און עס איז נישט אַ גוזמע צו רופן עס דער זון פון ליכט. דער ערשטער מאַגיש וואָפן פון סקאַנדיום איז גערופן סקאַנדיום סאָדיום לאָמפּ, וואָס קענען זיין געוויינט צו ברענגען ליכט צו טויזנטער פון כאַוסכאָולדז. דאָס איז אַ מעטאַל כאַלייד עלעקטריק ליכט: די ציבעלע איז אָנגעפילט מיט סאָדיום יאָדידע און סקאַנדיום טרייאָדידע, און סקאַנדיום און סאָדיום שטער זענען צוגעגעבן אין דער זעלביקער צייט. בעשאַס הויך-וואָולטידזש אָפּזאָגן, סקאַנדיום ייאַנז און סאָדיום ייאַנז ריספּעקטיוולי אַרויסלאָזן ליכט פון זייער כאַראַקטעריסטיש ימישאַן ווייוולענגטס. די ספּעקטראַל שורות פון סאָדיום זענען 589.0 און 589.6 נם, צוויי באַרימט געל לייץ, בשעת די ספּעקטראַל שורות פון סקאַנדיום זענען 361.3 ~ 424.7 נם, אַ סעריע פון ​​לעבן אַלטראַווייאַליט און בלוי ליכט ימישאַנז. ווייַל זיי דערגאַנג יעדער אנדערע, די קוילעלדיק ליכט קאָליר געשאפן איז ווייַס ליכט. עס איז פּונקט ווייַל סקאַנדיום סאָדיום לאמפן האָבן די קעראַקטעריסטיקס פון הויך לייַכטיק עפעקטיווקייַט, גוט ליכט קאָליר, מאַכט שפּאָרן, לאַנג דינסט לעבן און שטאַרק נעפּל ברייקינג פיייקייט אַז זיי קענען זיין וויידלי געניצט פֿאַר טעלעוויזיע קאַמעראַס, סקווערז, ספּאָרט ווענוז און וועג לייטינג, און זענען באקאנט ווי די דריט דור ליכט קוואלן. אין טשיינאַ, דעם טיפּ פון לאָמפּ איז ביסלעכווייַז פּראָמאָטעד ווי אַ נייַע טעכנאָלאָגיע, בשעת אין עטלעכע דעוועלאָפּעד לענדער, דעם טיפּ פון לאָמפּ איז וויידלי געניצט ווי פרי ווי די פרי 1980 ס.

די צווייטע מאַגיש וואָפן פון סקאַנדיום איז זונ - פאָטאָוואָלטאַיק סעלז, וואָס קענען קלייַבן די ליכט צעוואָרפן אויף דער ערד און ווענדן עס אין עלעקטרע צו פאָר די מענטש געזעלשאַפט. סקאַנדיום איז דער בעסטער שלאַבאַן מעטאַל אין מעטאַל ינסאַלייטער סיליציום סיליציום זונ - סעלז און זונ - סעלז.

זיין דריטע מאַגיש וואָפן איז גערופן γ א שטראַל מקור, דעם מאַגיש וואָפן קענען שייַנען העל אויף זיך, אָבער דעם מין פון ליכט קענען ניט זיין באקומען דורך די נאַקעט אויג, עס איז אַ הויך-ענערגיע פאָטאָן לויפן. מיר יוזשאַוואַלי עקסטראַקט 45Sc פון מינעראַלס, וואָס איז די בלויז נאַטירלעך יסאָטאָפּעס פון סקאַנדיום. יעדער 45Sc קערן כּולל 21 פּראָטאָנס און 24 נעוטראָן. 46Sc, אַ קינסטלעך ראַדיאָאַקטיוו יסאָטאָפּע, קענען זיין געוויינט ווי γ ראַדיאַציע קוואלן אָדער טרייסער אַטאָמס קענען אויך זיין געניצט פֿאַר ראַדיאָטהעראַפּי פון מאַליגנאַנט טומאָרס. עס זענען אויך אַפּלאַקיישאַנז ווי יטריום גאַליום סקאַנדיום גאַרנעט לאַזער,סקאַנדיום פלאָריידגלאז ינפרערעד אָפּטיש פיברע, און סקאַנדיום קאָוטאַד קאַטאָוד שטראַל רער אויף טעלעוויזיע. עס מיינט אַז סקאַנדיום איז געבוירן מיט ברייטנאַס.

צומיש אינדוסטריע

סקאַנדיום אין זייַן עלעמענטאַל פאָרעם איז וויידלי געניצט פֿאַר דאָפּינג אַלומינום אַלויז. ווי לאַנג ווי אַ ביסל טויזנטער פון סקאַנדיום איז צוגעגעבן צו אַלומינום, אַ נייַע Al3Sc פאַסע וועט זיין געשאפן, וואָס וועט שפּילן אַ מעטאַמאָרפיסם ראָלע אין אַלומינום צומיש און מאַכן די סטרוקטור און פּראָפּערטיעס פון די צומיש באטייטיק טוישן. אַדינג 0.2% ~ 0.4% סק (וואָס איז טאַקע ענלעך צו דער פּראָפּאָרציע פון ​​אַדינג זאַלץ צו קאָך געפּרעגלט וועדזשטאַבאַלז אין שטוב, נאָר אַ קליין ביסל איז דארף) קענען פאַרגרעסערן די רעקריסטאַלליזאַטיאָן טעמפּעראַטור פון די צומיש מיט 150-200 ℃ און באטייטיק פֿאַרבעסערן הויך. - טעמפּעראַטור שטאַרקייַט, סטראַקטשעראַל פעסטקייַט, וועלדינג פאָרשטעלונג און קעראָוזשאַן קעגנשטעל. עס קען אויך ויסמיידן די עמבריטטלעמענט דערשיינונג וואָס איז גרינג צו פאַלן בעשאַס לאַנג-טערמין אַרבעט אין הויך טעמפּעראַטורעס. הויך שטאַרקייַט און הויך טאַפנאַס אַלומינום צומיש, נייַ הויך-שטאַרקייט קעראָוזשאַן-קעגנשטעליק וועלדאַבלע אַלומינום צומיש, נייַ הויך-טעמפּעראַטור אַלומינום צומיש, הויך-שטאַרקייט נעוטראָן יריידייישאַן קעגנשטעליק אַלומינום צומיש, אאז"ו ו, האָבן זייער אַטראַקטיוו אַנטוויקלונג פּראַספּעקס אין אַעראָספּאַסע, ייווייישאַן, שיפן, יאָדער רעאַקטאָרס, ליכט וועהיקלעס און הויך-גיכקייַט טריינז.

סקאַנדיום איז אויך אַ ויסגעצייכנט מאָדיפיער פֿאַר פּרעסן, און אַ קליין סומע פון ​​סקאַנדיום קענען באטייטיק פֿאַרבעסערן די שטאַרקייט און כאַרדנאַס פון געשטאַלט אייַזן. אין דערצו, סקאַנדיום קענען אויך זיין געניצט ווי אַ אַדאַטיוו פֿאַר הויך-טעמפּעראַטור טאַנגסטאַן און קראָומיאַם אַלויז. פון קורס, אין אַדישאַן צו מאַכן חתונה קליידער פֿאַר אנדערע, סקאַנדיום האט אַ הויך מעלטינג פונט און זייַן געדיכטקייַט איז ענלעך צו אַלומינום, און איז אויך געניצט אין הויך מעלטינג פונט לייטווייט אַלויז אַזאַ ווי סקאַנדיום טיטאַניום צומיש און סקאַנדיום מאַגניזיאַם צומיש. אָבער, רעכט צו זיין הויך פּרייַז, עס איז בכלל בלויז געניצט אין הויך-סוף מאַנופאַקטורינג ינדאַסטריז אַזאַ ווי פּלאַץ שאַטאַלז און ראַקאַץ.

סעראַמיק מאַטעריאַל

סקאַנדיום, אַ איין מאַטעריע, איז בכלל געניצט אין אַלויז, און זייַן אַקסיידז שפּילן אַ וויכטיק ראָלע אין סעראַמיק מאַטעריאַלס אין אַ ענלעך וועג. די טעטראַגאָנאַל זירקאָניאַ סעראַמיק מאַטעריאַל, וואָס קענען זיין געוויינט ווי אַ ילעקטראָוד מאַטעריאַל פֿאַר האַרט אַקסייד ברענוואַרג סעלז, האט אַ יינציק פאַרמאָג ווו די קאַנדאַקטיוואַטי פון דעם עלעקטראָליטע ינקריסיז מיט ינקריסינג טעמפּעראַטור און זויערשטאָף קאַנסאַנטריישאַן אין דער סוויווע. אָבער, די קריסטאַל סטרוקטור פון דעם סעראַמיק מאַטעריאַל זיך קענען נישט עקסיסטירן סטאַביל און האט קיין ינדאַסטריאַל ווערט; עס איז נייטיק צו דאָפּינג עטלעכע סאַבסטאַנסיז וואָס קענען פאַרריכטן דעם סטרוקטור אין סדר צו האַלטן זייַן אָריגינעל פּראָפּערטיעס. אַדדינג 6 ~ 10% סקאַנדיום אַקסייד איז ווי אַ באַטאָנען סטרוקטור, אַזוי אַז זירקאָניאַ קענען זיין סטייבאַלייזד אויף אַ קוואַדראַט לאַטאַס.

עס זענען אויך ינזשעניעריע סעראַמיק מאַטעריאַלס אַזאַ ווי הויך-שטאַרקייַט און הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעליק סיליציום ניטרידע ווי דענסיזערס און סטייבאַלייזערז.

ווי אַ געדיכטקייַט,סקאַנדיום אַקסיידקענען פאָרעם אַ ראַפראַקטערי פאַסע Sc2Si2O7 בייַ די ברעג פון פייַן פּאַרטיקאַלז, אַזוי רידוסינג די הויך-טעמפּעראַטור דיפאָרמיישאַן פון ינזשעניעריע סעראַמיקס. קאַמפּערד מיט אנדערע אַקסיידז, עס קענען בעסער פֿאַרבעסערן די הויך-טעמפּעראַטור מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון סיליציום ניטריד.

קאַטאַליטיש כעמיע

אין כעמישער ינזשעניעריע, סקאַנדיום איז אָפט געניצט ווי אַ קאַטאַליסט, בשעת Sc2O3 קענען זיין געניצט פֿאַר דיכיידריישאַן און דעאַקסאַדיישאַן פון עטאַנאָל אָדער יסאָפּראָפּאַנאָל, דיקאַמפּאָוזישאַן פון אַסעטיק זויער און פּראָדוקציע פון ​​עטאַלין פֿון CO און H2. די Pt Al קאַטאַליסט מיט Sc2O3 איז אויך אַ וויכטיק קאַטאַליסט פֿאַר רייניקונג פון שווער ייל כיידראַדזשאַניישאַן און ראַפינירן פּראַסעסאַז אין פּעטראָוקעמיקאַל אינדוסטריע. אין קאַטאַליטיק קראַקינג ריאַקשאַנז אַזאַ ווי קומענע, די טעטיקייט פון סק-י זעאָליטע קאַטאַליסט איז 1000 מאל העכער ווי אַז פון אַלומינום סילאַקאַט קאַטאַליסט; קאַמפּערד מיט עטלעכע טראדיציאנעלן קאַטאַליסץ, די אַנטוויקלונג פּראַספּעקס פון סקאַנדיום קאַטאַליסץ וועט זיין זייער העל.

נוקלעאַר ענערגיע אינדוסטריע

אַדינג אַ קליין סומע פון ​​Sc2O3 צו UO2 אין הויך-טעמפּעראַטור רעאַקטאָר יאָדער ברענוואַרג קענען ויסמיידן לאַטאַס טראַנספאָרמאַציע, באַנד פאַרגרעסערן און קראַקינג געפֿירט דורך UO2 צו U3O8 קאַנווערזשאַן.

ברענוואַרג צעל

סימילאַרלי, אַדינג 2.5% צו 25% סקאַנדיום צו ניקאַל אַלקאַלי באַטעריז וועט פאַרגרעסערן זייער דינסט לעבן.

לאַנדווירטשאַפטלעך ברידינג

אין אַגריקולטורע, זאמען אַזאַ ווי פּאַפּשוי, בוריק, אַרבעס, ווייץ און זונרויז קענען זיין באהאנדלט מיט סקאַנדיום סאַלפייט (די קאַנסאַנטריישאַן איז בכלל 10-3 ~ 10-8 מאָל / ל, פאַרשידענע געוויקסן וועט האָבן אַנדערש), און די פאַקטיש ווירקונג פון פּראַמאָוטינג דזשערמאַניישאַן איז דערגרייכט געווארן. נאָך 8 שעה, די טרוקן וואָג פון רוץ און באַדז געוואקסן מיט 37% און 78% ריספּעקטיוולי קאַמפּערד מיט סידלינגז, אָבער די מעקאַניזאַם איז נאָך אונטער לערנען.

פון ניעלסענס אויפמערקזאמקייט צו די חובות פון אטאמישע מאסן-דאטן ביז היינט, איז סקאנדיום אריינגעקומען אין מענטשן'ס זעאונג בלויז הונדערט אדער צוואנציג יאר, אבער ער איז שוין כמעט געזעסן אויף דער באנק פאר הונדערט יאר. ערש ט אי ן דע ר שטארקע ר אנטװיקלונ ג פו ן מאטעריעל ע װיסנשאפט ן אי ן שפע ט פארגאנגענע ם יארהונדער ט הא ט ז י אי ם געבראכ ט װײטאליטעט . היינט זענען זעלטענע ערד עלעמענטן, אריינגערעכנט סקאנדיום, געווארן הייסע שטערן אין מאטעריאל וויסנשאפט, שפילן אלץ-טשאַנגנדיקע ראָלעס אין טויזנטער סיסטעמען, ברענגען מער באקוועמליכקייט צו אונזער לעבן יעדן טאג, און שאפן עקאנאמישע ווערט וואס איז נאך שווערער צו מעסטן.